"Cyborgs et espace"

Source: Cyberneticzoo

(réimprimé avec la permission du journal Astronautics, numéro de septembre 1960)

Au lieu d'essayer partout de créer un semblant d'une planète native, il est beaucoup plus logique de se changer en fonction d'un environnement extraterrestre ... l'une des façons d'atteindre un résultat peut être des systèmes d'organes artificiels qui augmentent la capacité d'une personne à se maîtriser inconsciente.

Voler dans l'espace a mis l'humanité au défi, non seulement au sens technologique, mais aussi au sens moral, donnant à chacun une raison de devenir un participant actif à l'évolution biologique personnelle. Les progrès scientifiques à l'avenir pourraient permettre aux gens d'exister dans des conditions complètement différentes de ce que nous avons l'habitude d'appeler «naturel».

Nous venons tout juste de commencer à comprendre le fonctionnement de l'homéostasie, et il est devenu clair à quel point il serait nécessaire de progresser dans la compréhension des principes de son autonomie gouvernementale afin de résoudre le problème de l'adaptation d'une personne à n'importe quel environnement. Cependant, pendant de nombreuses années, l'évolution n'a pas pu offrir d'autre option qu'un ajustement progressif. Maintenant, il est réel, sans attendre les faveurs de la variabilité héréditaire , de passer à l'étape suivante, de changer le mode de vie familier aux gens grâce à des ajouts biochimiques, physiologiques et électroniques. En effet, à bien des égards, la stabilité de l'équilibre interne de tout organisme connu est due à des facteurs externes. Mais nous et vous, animaux hibernants et poissons poïkilothermiques , avons des manières complètement différentes de maintenir la température de travail par rapport au «monde corps-extérieur».

De différentes manières, la vie résout également un autre problème: la respiration. Mammifères, poissons, insectes et plantes, chaque espèce est parfaitement adaptée aux limites dans lesquelles elle vit. Mais si quelqu'un veut dépasser les limites de son existence, il est immédiatement confronté à un problème "insurmontable".

Mais c'est tellement «insurmontable»? Il est clair que le poisson ne pourra pas sortir de l'eau s'il le veut tout de suite. Mais supposons que le poisson possède l'intelligence et les ressources suffisantes, il comprend la biochimie et la physiologie, a reçu une maîtrise en ingénierie et en cybernétique, et utilise également d'excellents laboratoires - un tel poisson serait probablement en mesure de construire un appareil qui vous permet de respirer de l'air et de marcher sur le sol sans la présence de poumons et de jambes.

Bientôt, les scientifiques auront suffisamment d'informations pour créer des appareils qui permettront à une personne d'effectuer des tours similaires. Maintenant, nous sommes très intéressés par l'espace. Comment changer pour y vivre sans vous nuire? Une minuscule capsule avec une atmosphère artificielle passera comme un abri temporaire, mais un tel abri est extrêmement dangereux, car nous sommes comme des poissons qui ont pris un seau d'eau avec eux pour atterrir dans l'espoir de survivre. Ce "ballon" est trop vulnérable.

Lorsqu'ils essaient de planifier au moins un vol interplanétaire, les biologistes ont immédiatement beaucoup de questions différentes. La réalité des longues expéditions, non pas en jours, mois ou années, mais en plusieurs millénaires, peut s'avérer si dure que toutes les approches existantes de la psychologie et de la physiologie de l'équipage doivent être repensées.

C'est en fait notre article. Certaines solutions peuvent être mises en œuvre au niveau actuel de développement des connaissances et des technologies. D'autres ne sont que des projections d'un futur probable et ressemblent davantage à de la science-fiction. Par exemple, les fonctions du système respiratoire peuvent être maintenues des méthodes beaucoup moins lourdes et plus efficaces. Une recette du plus proche disponible est assez simple: ne respirez pas!

Si vous cessez d'essayer de créer un environnement semblable à la terre partout et essayez plutôt de vous adapter partiellement à l'espace, un certain nombre de nouvelles voies s'ouvriront. L'un d'eux conduit à l'idée que l'équilibre biologique interne d'une personne qui a changé grâce à la connexion d'appareils exogènes donnera une chance de vivre à la maison dans l'espace . Le système nerveux autonome et les glandes endocrines fonctionneront ensemble, au service de la biochimie qui a changé pour le nouveau monde. Un tel processus deviendra inconscient, mais il sera possible d'intervenir consciemment. Mais bien sûr, pour configurer correctement toute cette automatisation miracle, nous avons besoin de connaissances approfondies dans le domaine de la physiologie et de la théorie du contrôle.

"Cyborg" - libère "l'homme" à comprendre

Que faut-il pour un système homme-machine autorégulé? De toute évidence, tout ce qui est «intégré» doit obéir aux mécanismes de contrôle du corps et interagir organiquement avec eux en conjonction. Pour le complexe, qui se compose de tissus vivants et de «détails» artificiels, mais qui fonctionne et se sent en même temps dans son ensemble, nous proposons le terme «cyborg». Cyborg ajoute intentionnellement des composants externes supplémentaires, élargissant la gamme d'adaptation de ses propres systèmes au nouvel environnement.

Si un astronaute est constamment contraint, en plus de piloter, d'effectuer divers ajustements et vérifications d'équipement, il devient un esclave de la technologie. L'essence du «cyborg» en tant que système homéostatique est que le «robot», indépendamment et sans supervision inutile, s'occupe des affaires «mécaniques», déchargeant la «personne» pour la recherche, les pensées, les actions et les impressions.

Certains appareils qui vous permettent de créer un «cyborg» existent maintenant, par exemple, une pompe à capsule sur un entraînement osmotique d'un design très spirituel, développée par S. Rose pour l'administration progressive de préparations biochimiques avec une intensité donnée. La capsule est intégrée dans le corps et vous permet de délivrer une certaine substance à un organe spécifique avec une fréquence présélectionnée, sans perturber en aucune façon le fonctionnement du corps dans son ensemble. À l'heure actuelle, il existe des modèles qui peuvent fonctionner avec des volumes d'environ 0,01 millilitres par jour et fonctionner pendant au moins 200 jours, et il n'y a aucun obstacle à une augmentation significative de cette période. L'outil a été testé sur des lapins, des rats, ainsi que pour des injections continues d' héparine chez l' homme pendant une certaine période. Lors de l'implantation d'animaux, aucun effet secondaire n'a été constaté. Il y a environ cinq ans, un injecteur de 7 centimètres de long et 1,4 cm de diamètre, pesant environ 15 grammes, a été introduit à plusieurs reprises sous la peau de rats pesant 150-250 grammes sans aucun problème. Sur la photo ci-dessous, un rat de deux cent vingt grammes avec un injecteur similaire:


Source: Cyberneticzoo

(Note du traducteur: il n'y a pas de circuit de pompe Rose-Nelson dans l'article d'origine, donc il a été ajouté pour plus de clarté)


Source: Openi.nlm.nih.gov


Si vous combinez une capsule osmotique avec des capteurs et des actionneurs, il est facile de former un circuit qui complétera les propres mécanismes du corps. Et les performances de l'installation peuvent varier en fonction des besoins. Si vous savez ce qui attend le "cyborg", vous pouvez aujourd'hui présélectionner les substances actives appropriées.

Par exemple, la pression systolique peut être régulée par l'introduction de vasodilatateurs ou d'adrénostimulants, ce qui la conduit au niveau souhaité. Mais bien sûr, cela implique que nous savons exactement quel type de pression artérielle est nécessaire pour différentes conditions de l'espace.

Puisqu'il est difficile de dire quelle est la limite «normale», si nous parlons des capacités physiologiques et psychologiques des personnes, mais nous pouvons fixer la barre minimale en fonction des observations des yogis et des hypnotiseurs. Même les novices de l'école de yoga font preuve d'un contrôle musculaire incroyable; L'hypnose peut être utile du point de vue qu'il est difficile d'imaginer à quel point la désunion dans l'équipe, l'habitude d'interpréter librement les instructions ou la réticence à effectuer les tâches assignées se manifesteront sur les vols longue distance.

Étant donné que de nouveaux produits sont développés qui augmentent l'hypnabilité, l'utilisation de l'hypnose en même temps que les produits pharmaceutiques semble attrayante.

Difficultés psycho-physiologiques

Tournons-nous maintenant vers certains problèmes spécifiques de nature physiologique et psychologique, qui se manifestent dans les vols spatiaux, et essayons de réfléchir à la manière dont la flexibilité du «cyborg» aidera à traiter les besoins naturels «humains».

Éveil. Pour des vols relativement courts de quelques semaines à quelques mois, il serait souhaitable de maintenir l'astronaute constamment éveillé et dans un état de préparation maximale à l'imprévu. À ce jour, cela peut être réalisé à l'aide de psychostimulants, associés à des médicaments supplémentaires. Si le vol dure au moins un mois ou plus, alors grâce aux médicaments, seules quelques heures de sommeil par jour suffiront. Les tests montrent que dans ce mode, la productivité augmente plutôt qu'elle ne diminue, donc cette technique semble tout à fait praticable.

L'effet du rayonnement. L'un des sous-systèmes du «cyborg» sera certainement un détecteur de rayonnement combiné à une pompe osmotique pour introduire automatiquement des radioprotecteurs aux bonnes doses. Les expériences de l'École militaire de médecine aérospatiale de l'US Air Force sur des singes ont montré une résistance accrue aux radiations avec un mélange d'aminoéthylisothiourate et de cystéine.

Métabolisme et contrôle de l'hypothermie. Dans le cas d'un vol long, la consommation projetée par personne et par jour est de 5 kilogrammes - un kilogramme d'oxygène, 2 kilogrammes de liquide et 2 kilogrammes de nourriture - ce qui pose certaines difficultés. Pour des durées de plus d'un an, avec l'hypothèse que «tous les équipements fonctionnent sans pannes ni pannes», il est logique de mettre l'équipage en veille et à ne se réveiller qu'en cas d'urgence. L'hypothermie est une bonne option pour ralentir le métabolisme et réduire la consommation de "carburant humain". La combinaison du refroidissement du corps, du sang par des shunts artério-veineux et de l' hibernation (par l'effet sur l'hypophyse), seule ou avec des produits pharmaceutiques, permettra de s'endormir et de la stabiliser longtemps. Une manière plus préférable serait de forcer le centre de thermorégulation à abaisser la température du corps de lui-même, sans moyens externes.

Saturation en oxygène et élimination du dioxyde de carbone. Curieusement, il n'y a pas d'oxygène dans l'espace, donc non seulement il n'y a rien à respirer, mais il y a aussi des difficultés à éliminer le dioxyde de carbone, la chaleur et le liquide accumulés dans le processus. S'il y avait une cellule électrochimique «inverse» (note du traducteur: cellule électrochimique «ordinaire», c'est aussi une «pile à combustible», convertit les produits chimiques en électricité, donc, «inverse» implique des transformations chimiques sous l'influence de l'électricité) , qui décompose le dioxyde de carbone en composants , vous permettant d'éliminer le carbone et de ramener l'oxygène dans le cycle respiratoire, le besoin de poumons disparaîtrait. Un tel système, alimenté par l'énergie solaire ou atomique, rendrait même inutile la respiration. Cependant, la possibilité de respirer habituellement dans une atmosphère appropriée pourrait être laissée, en la renvoyant simplement en éteignant les transducteurs électrochimiques.

Fourniture et évacuation de liquides. Pour assurer l'équilibre des fluides dans son ensemble, vous pouvez installer des shunts des uretères à la circulation veineuse, en éliminant ou convertissant simultanément les substances nocives. La stérilisation du tractus gastro-intestinal associée à une nutrition intraveineuse ou intragastrique réduira au minimum la quantité de matières fécales et elles peuvent également être recyclées.

Enzymes. Lors du refroidissement du corps, l'activité des différentes enzymes sera différente de la valeur nominale. Bien sûr, personne n'était engagé dans une étude systématique de l'effet des agents chimiques ou pharmacologiques sur l'activité enzymatique, mais sans aucun doute, il est d'une importance vitale de les influencer si nous jouons avec la température. Encore une fois, en raison du fait que tout le métabolisme est entraîné par des enzymes, des idées intrigantes me viennent à l'esprit. Par exemple, certains micro-organismes en laboratoire sous l'influence du rayonnement sont convertis d'aérobie en anaérobie, et l'analyse de leur système enzymatique peut permettre de comprendre comment changer l'humain en conséquence. Ainsi, les chercheurs peuvent être préparés à une composition gazeuse spécifique de l'atmosphère.

L'appareil vestibulaire. La désorientation ou l'inconfort habituel causé par l'apesanteur peut être surmonté avec des médicaments, un drainage temporaire ou vice versa en remplissant complètement l'oreille interne de liquide et de nombreuses autres méthodes, y compris purement chimiques. L'hypnose peut également aider.

Système cardiovasculaire. Lors de l'étude du rôle du système cardiovasculaire (ci-après CCC) dans l'homéostasie, l'application de la théorie du contrôle à ces études a donné des résultats si fructueux que nous pouvons discuter en toute confiance de la manière de «cyborgiser» la CCC. L'injection de substances telles que l' épinéphrine , la réserpine , la digitaline , l' amphétamine à l'aide d'injecteurs Rose changera le travail du CCC dans la situation donnée. Il est également possible de modifier le travail du CVS, ainsi que des chaînes homéostatiques spécifiques, en ajustant la fréquence cardiaque ou en appliquant une stimulation électrique à certains nœuds nerveux avec la participation du cerveau ou d'un signal externe.

Tonus musculaire. Un séjour prolongé dans le liquide (note du traducteur: apparemment, il est destiné à compenser les surcharges en plongeant l'astronaute dans une capsule de liquide) ou tout simplement un manque d'activité physique entraînera une diminution du tonus musculaire. Malgré le fait qu'une diminution de la température corporelle et du taux métabolique réduira sans aucun doute les conséquences négatives, d'autres études sont nécessaires pour comprendre la chimie du processus et synthétiser un produit pharmaceutique protecteur.

Distorsion de perception. La vision dans une atmosphère raréfiée ou en son absence totale fonctionne quelque peu différemment de ce à quoi nous sommes habitués sur Terre. Par conséquent, vous devez faire attention à la création d'environnements de test dans lesquels vous pouvez vous habituer aux caractéristiques de la perception avant même le début. Une partie importante du problème est le manque de points de référence dans l'espace, ce qui donne lieu à des effets comme une illusion autocinétique . Si possible, ces choses devraient également être supprimées à l'aide de produits pharmaceutiques.

Pression externe. Avec une pression extérieure inférieure à 60 mm Hg. Art. le sang commence à bouillir même à 36,6 degrés Celsius. Par conséquent, si l'astronaute prévoit de marcher sur la peau même sans combinaison de compensation , des méthodes seront nécessaires pour abaisser la température de travail à une valeur telle que la pression de vapeur des fluides à l'intérieur ne dépasse pas la capacité de rétention du tissu. Une autre raison de refroidir le corps.

Fluctuations de la température extérieure. Si, avec des valeurs "extrêmes", vous devez inévitablement vous réfugier à l'intérieur du vaisseau spatial, certaines personnes "acceptables" peuvent endurer même à l'extérieur. Le confort peut être obtenu en contrôlant la réflexion et l'absorption de la chaleur par des vêtements de protection faits d'un matériau poreux et l'utilisation de substances qui changent de couleur et, par conséquent, offrent une protection efficace contre le rayonnement ultraviolet. Ce sera une combinaison photosensible avec une régulation chimique de la réflectivité pour maintenir le microclimat souhaité.

La gravité Une autre relation entre les forces gravitationnelles et inertielles et les forces moléculaires, entre autres, changera la vitesse des processus biochimiques. Probablement, nous pourrons améliorer la qualité de vie d'un astronaute avec plus ou moins de gravité que la Terre, par une combinaison de régulation de la température corporelle et de médicaments.

Champs magnétiques. L'ajustement de la biochimie et de la thermorégulation peut également ralentir ou atténuer certaines conséquences causées par les champs magnétiques de l'espace.

Manque d'irritants et d'activité. Comme une sorte de privation sensorielle , il y a l'immuabilité sensorielle, c'est-à-dire un manque de stimuli, une bête noire des astronautes. Dans la plupart des expériences sur la privation sensorielle, c'est l'immuabilité qui a causé de l'inconfort et, dans des cas extrêmes, l'apparition de troubles psychotiques. Mais l'invariabilité, l'impossibilité ou la limitation des actions peuvent être beaucoup plus dangereuses que l'immuabilité des sensations, car la plupart des sujets de l'expérience mentionnent généralement le désir de «faire au moins quelque chose». Premièrement, l'élaboration de scénarios de travail dans lesquels chaque action sera accompagnée d'une réponse sensorielle significative peut aider ici. Deuxièmement, les médicaments sont également utiles ici pour soulager la tension accumulée. Étant donné que les actions dénuées de sens et inutiles, ainsi que les tentatives évidentes d'évoquer au moins une certaine sensation, sont des symptômes très alarmants.

Psychoses.Malgré toute l'inquiétude initiale des voyageurs spatiaux, bien sûr, il existe un risque que quelque part au milieu des étendues interstellaires illimitées, quelqu'un remue leurs esprits, et pour ce cas, aucun mécanisme d'asservissement n'a encore été inventé. Bien que la trousse d'urgence puisse comprendre une pompe osmotique chargée de phénothiazines hautement efficaces mélangées à de la réserpine , un patient endormi ne reconnaît souvent pas l'anomalie de son comportement, de ses émotions ou de ses pensées et, pour cette raison, refuse de prendre des médicaments. Dans une telle situation, avec une évaluation correcte de l'état du sujet, il devrait être possible d'activer l'approvisionnement en médicaments à distance depuis la Terre ou par les mains de l'un des membres de l'équipage.

Entre la vie et la mort.Nous ne devons pas perdre de vue la possibilité d'une urgence hors conception, qui entraînerait des blessures extrêmement douloureuses pour l'astronaute ou d'autres tourments. Dans ce cas, il devrait pouvoir tomber dans une sorte d’état inconscient s’il le juge nécessaire. La meilleure solution consiste à envisager un sommeil prolongé induit électroniquement ou pharmacologiquement.

Autres difficultés

Bien sûr, avec l'aide de la pharmacologie, on peut vaincre pas moins d'un certain nombre de problèmes qui ne tombent pas dans cette liste en raison de restrictions sur le volume de publication. Ce sont des choses comme les nausées, les étourdissements, le mal des transports, les besoins sexuels, la tolérance aux vibrations, etc.

Cependant, tout ce qui précède n'est qu'une tentative de vous faire réfléchir sur ce que le «cyborg» peut nous apporter dans le contexte des voyages dans l'espace. Même en dépit d'une certaine «irréalité» des approches exprimées, beaucoup remarqueront des références à la littérature technique soviétique relatant des recherches dans les mêmes domaines. Les Russes offrent une saturation préliminaire de l'atmosphère en oxygène aux premiers stades du lancement; rendre compte de l'effet sur l'appareil vestibulaire en combinant la chirurgie avec des médicaments; étudier les caractéristiques de la perception de l'œil et les principes de son mouvement lors de la construction d'une image visuelle; découvrez comment une baisse de température affecte la pression dans les vaisseaux, etc.

Réussir à répondre à de nombreuses questions techniques liées aux vols spatiaux grâce à l'adaptation de l'organisme à l'environnement, et non l'inverse, sera non seulement une avancée significative dans le progrès scientifique, mais ouvrira également un nouvel espace vaste pour la décision humaine.

La version numérisée de l'article original au format PDF peut être téléchargée ici .