"Cyborg dan luar angkasa"

Sumber: Cyberneticzoo

(dicetak ulang dengan izin jurnal Astronautics, edisi September 1960)

Alih-alih mencoba di mana-mana untuk membuat kemiripan planet asli, jauh lebih logis untuk mengubah diri Anda sesuai dengan lingkungan luar bumi ... salah satu cara untuk mencapai hasil dapat berupa sistem organ buatan yang meningkatkan kemampuan seseorang untuk tidak sadar mengendalikan diri.

Terbang ke luar angkasa menantang umat manusia, tidak hanya dalam arti teknologi, tetapi juga dalam arti moral, memberi setiap orang alasan untuk menjadi peserta aktif dalam evolusi biologis pribadi. Kemajuan ilmiah di masa depan memungkinkan orang untuk hidup dalam kondisi yang sama sekali berbeda dari apa yang biasa kita sebut "alami."

Kami baru saja mulai memahami bagaimana homeostasis bekerja, dan menjadi jelas betapa perlu untuk maju dalam memahami prinsip-prinsip pemerintahan sendiri untuk menyelesaikan masalah mengadaptasi seseorang ke lingkungan apa pun. Namun, selama bertahun-tahun, evolusi tidak dapat menawarkan opsi lain selain penyesuaian bertahap. Sekarang ini nyata, tidak mengharapkan bantuan dari variabilitas turun-temurun , untuk beralih ke tahap berikutnya, mengubah cara hidup yang akrab bagi orang-orang melalui penambahan biokimia, fisiologis, dan elektronik. Memang, dalam banyak hal, stabilitas keseimbangan internal dari setiap organisme yang diketahui adalah karena faktor eksternal. Tetapi kami dan Anda, hewan yang berhibernasi dan ikan poikilothermic , memiliki cara yang sama sekali berbeda untuk mempertahankan suhu kerja dalam kaitannya dengan "dunia luar tubuh".

Dalam berbagai cara, kehidupan juga memecahkan masalah lain - pernapasan. Mamalia, ikan, serangga, dan tanaman, masing-masing spesies beradaptasi sempurna dengan keterbatasan tempat tinggalnya. Tetapi jika seseorang ingin melampaui batas-batas keberadaannya, maka ia segera menghadapi masalah yang "tidak dapat diatasi".

Namun, ini sangat "tidak dapat diatasi"? Jelas bahwa ikan tidak akan bisa keluar dari air, jika dia menginginkannya sedini. Tetapi anggaplah bahwa ikan memiliki kecerdasan dan sumber daya yang memadai, ia mengerti dalam biokimia dan fisiologi, menerima gelar master dalam bidang teknik dan cybernetics, dan juga menggunakan laboratorium yang sangat baik - ikan seperti itu mungkin dapat membangun alat yang memungkinkan Anda untuk menghirup udara dan berjalan di tanah tanpa kehadiran paru-paru dan kaki.

Segera, para ilmuwan akan memiliki informasi yang cukup untuk membuat perangkat yang akan memungkinkan seseorang untuk melakukan trik serupa. Sekarang kami sangat tertarik dengan ruang. Bagaimana mengubah hidup di dalamnya tanpa membahayakan diri sendiri? Kapsul mungil dengan atmosfer buatan akan digunakan sebagai tempat perlindungan sementara, tetapi tempat perlindungan semacam itu sangat berbahaya, karena kita seperti ikan yang membawa seember air untuk didaratkan dengan harapan selamat. "Balon" ini terlalu rentan.

Ketika mencoba merencanakan setidaknya penerbangan antarplanet, ahli biologi segera memiliki banyak pertanyaan berbeda. Realitas ekspedisi panjang, bukan dalam hitungan hari, bulan atau tahun, tetapi dalam beberapa milenium, dapat berubah menjadi sangat keras sehingga semua pendekatan yang ada untuk psikologi dan fisiologi kru harus dipikirkan kembali.

Ini sebenarnya adalah artikel kami. Beberapa solusi dapat diimplementasikan pada tingkat perkembangan pengetahuan dan teknologi saat ini. Yang lainnya hanyalah proyeksi masa depan yang mungkin dan lebih seperti fiksi ilmiah. Misalnya, fungsi sistem pernapasan dapat dipertahankan jauh lebih tidak praktis dan pada saat yang sama metode yang lebih efektif. Satu resep dari terdekat tersedia cukup sederhana: jangan bernafas!

Jika Anda berhenti berusaha menciptakan lingkungan yang mirip bumi di mana saja dan alih-alih mencoba beradaptasi sebagian ke luar angkasa, sejumlah cara baru akan terbuka. Salah satunya mengarah pada gagasan bahwa keseimbangan biologis internal seseorang yang telah berubah melalui koneksi perangkat eksogen akan memberikan kesempatan untuk tinggal di rumah di ruang angkasa . Sistem saraf otonom dan kelenjar endokrin akan bekerja bersama, melayani biokimia yang telah berubah untuk dunia baru. Proses seperti itu akan menjadi tidak disadari, tetapi akan mungkin untuk campur tangan secara sadar. Tetapi tentu saja, untuk mengatur semua otomatisasi keajaiban ini dengan benar, kita membutuhkan pengetahuan yang luas di bidang fisiologi dan teori kontrol.

"Cyborg" - membebaskan "pria" itu untuk memahaminya

Apa yang dibutuhkan untuk sistem mesin-manusia yang mengatur sendiri? Jelas, segala sesuatu yang "built-in" harus mematuhi mekanisme kontrol tubuh sendiri dan berinteraksi secara organik dengan mereka dalam hubungannya. Untuk kompleks, yang terdiri dari "rincian" jaringan hidup dan buatan, tetapi berfungsi dan terasa pada saat yang sama secara keseluruhan, kami mengusulkan istilah "cyborg". Cyborg dengan sengaja menambah komponen eksternal tambahan, memperluas jangkauan adaptasi sistemnya sendiri ke lingkungan baru.

Jika seorang astronot terus-menerus dipaksa, selain menjadi pilot, untuk terlibat dalam berbagai penyesuaian dan pemeriksaan peralatan, ia menjadi budak teknologi. Inti dari "cyborg" sebagai sistem homeostatik adalah bahwa "robot" secara independen dan tanpa pengawasan yang tidak perlu mengurus urusan "mekanis", menurunkan "orang" untuk penelitian, pemikiran, tindakan dan kesan.

Beberapa perangkat yang memungkinkan Anda untuk membuat "cyborg" ada sekarang, misalnya, pompa kapsul pada penggerak osmotik dengan desain yang sangat cerdas, dikembangkan oleh S. Rose untuk administrasi bertahap persiapan biokimia dengan intensitas yang diberikan. Kapsul dibangun ke dalam tubuh dan memungkinkan Anda untuk mengirimkan zat tertentu ke organ tertentu dengan frekuensi yang dipilih sebelumnya, sama sekali tidak mengganggu fungsi tubuh secara keseluruhan. Saat ini, tersedia model yang dapat beroperasi dengan volume sekitar 0,01 mililiter per hari dan berfungsi setidaknya 200 hari, dan tidak ada hambatan untuk meningkatkan periode ini secara signifikan. Alat itu diuji pada kelinci, tikus, dan juga untuk injeksi heparin pada manusia selama beberapa periode. Saat menanamkan hewan, tidak ada efek samping yang ditemukan. Sekitar lima tahun lalu, sebuah injektor dengan panjang 7 sentimeter dan diameter 1,4 sentimeter, dengan berat sekitar 15 gram, berulang kali diperkenalkan di bawah kulit tikus dengan berat 150-250 gram tanpa masalah. Dalam foto di bawah ini, dua ratus dua puluh gram tikus dengan injektor serupa:


Sumber: Cyberneticzoo

(catatan penerjemah: tidak ada rangkaian pompa Rose-Nelson di artikel aslinya, jadi ditambahkan untuk kejelasan)


Sumber: Openi.nlm.nih.gov


Jika Anda menggabungkan kapsul osmotik dengan sensor dan aktuator, mudah untuk membentuk sirkuit yang akan melengkapi mekanisme tubuh sendiri. Dan kinerja pemasangan dapat bervariasi tergantung kebutuhan. Jika Anda tahu apa yang menunggu "cyborg", maka hari ini Anda dapat memilih terlebih dahulu zat aktif yang sesuai.

Misalnya, tekanan sistolik dapat diregulasi dengan memasukkan vasodilator atau adrenostimulan, mengarahkannya ke level yang diinginkan. Tapi tentu saja, ini menyiratkan bahwa kita tahu persis apa jenis tekanan darah yang diperlukan untuk kondisi luar angkasa yang berbeda.

Karena sulit untuk mengatakan apa batas "normal" itu, jika kita berbicara tentang kemampuan fisiologis dan psikologis orang, tetapi kita dapat menetapkan batas minimum berdasarkan pengamatan para yogi dan hipnotis. Bahkan murid-murid Sekolah Yoga menunjukkan kontrol otot yang luar biasa; Hipnosis dapat berguna dari sudut pandang bahwa sulit untuk membayangkan bagaimana perpecahan dalam tim, kebiasaan menafsirkan instruksi secara bebas atau keengganan untuk melakukan tugas-tugas yang ditugaskan akan terwujud dalam penerbangan jarak jauh.

Karena produk baru sedang dikembangkan yang meningkatkan hipnabilitas, penggunaan hipnosis pada saat yang sama dengan obat-obatan terlihat menarik.

Kesulitan psiko-fisiologis

Mari kita beralih ke beberapa masalah spesifik yang bersifat fisiologis dan psikologis, yang dimanifestasikan dalam penerbangan luar angkasa, dan mencoba untuk merenungkan bagaimana fleksibilitas "cyborg" akan membantu memproses kebutuhan alam "manusia".

Kesadaran. Untuk penerbangan yang relatif singkat dari beberapa minggu hingga berbulan-bulan, disarankan agar astronot tetap terjaga dan dalam kondisi kesiapan maksimum untuk hal-hal yang tidak terduga. Sampai saat ini, ini dapat dicapai dengan bantuan psikostimulan, dikombinasikan dengan obat-obatan tambahan. Jika penerbangan berlangsung setidaknya sebulan atau lebih, maka berkat obat-obatan, hanya beberapa jam tidur per hari akan cukup. Pengujian menunjukkan bahwa dalam mode ini, produktivitas meningkat daripada jatuh, sehingga teknik ini tampaknya cukup praktis.

Efek radiasi. Salah satu subsistem "cyborg" pasti akan menjadi detektor radiasi yang dikombinasikan dengan pompa osmotik untuk secara otomatis memperkenalkan radioprotektor dalam dosis yang tepat. Eksperimen Sekolah Kedokteran Aerospace Kedokteran Angkatan Udara A.S. pada monyet telah menunjukkan peningkatan resistensi radiasi dengan campuran aminoethylisothiourate dan sistein.

Metabolisme dan kontrol hipotermia. Dalam kasus penerbangan yang panjang, konsumsi yang diproyeksikan per orang per hari adalah 5 kilogram - satu kilogram oksigen, 2 kilogram cairan, dan 2 kilogram makanan - yang menyebabkan kesulitan tertentu. Untuk jangka waktu lebih dari satu tahun, dengan asumsi "semua peralatan bekerja tanpa kegagalan dan kerusakan," adalah logis untuk membuat kru tidur dan bangun hanya dalam situasi darurat. Hipotermia adalah pilihan yang baik untuk memperlambat metabolisme dan mengurangi konsumsi "bahan bakar manusia". Kombinasi pendinginan tubuh, darah melalui shunt arteri-vena dan hibernasi (melalui efek pada kelenjar hipofisis), dengan sendirinya atau bersama-sama dengan obat-obatan, akan memungkinkan untuk tertidur dan menstabilkannya untuk waktu yang lama. Cara yang lebih disukai adalah dengan memaksa pusat termoregulasi untuk menurunkan suhu tubuh sendiri, tanpa cara eksternal.

Kejenuhan dengan oksigen dan penghilangan karbon dioksida. Anehnya, tidak ada oksigen di ruang angkasa, jadi tidak hanya tidak ada yang bernapas, ada juga kesulitan dengan penghapusan karbon dioksida, panas dan cairan yang terakumulasi dalam proses. Jika ada sel elektrokimia "terbalik" (catatan penerjemah: sel elektrokimia "biasa", itu juga merupakan "sel bahan bakar", mengubah bahan kimia menjadi listrik, oleh karena itu, "terbalik" menyiratkan transformasi kimia di bawah pengaruh listrik) , yang menguraikan karbon dioksida menjadi komponen , memungkinkan Anda untuk menghilangkan karbon dan mengembalikan oksigen ke siklus pernapasan, kebutuhan paru-paru akan hilang. Sistem seperti itu, yang ditenagai oleh energi surya atau atom, bahkan akan menjadikan pernapasan tidak perlu sebagai fakta. Namun, kemungkinan bernafas dalam suasana yang sesuai bisa dibiarkan, mengembalikannya hanya dengan mematikan transduser elektrokimia.

Suplai dan pembuangan cairan. Untuk memastikan keseimbangan cairan secara keseluruhan, Anda dapat memasang pirau dari ureter ke sirkulasi vena, secara bersamaan mengeluarkan atau mengubah zat berbahaya. Sterilisasi saluran pencernaan bersama dengan nutrisi intravena atau intragastrik akan mengurangi jumlah feses menjadi minimum, dan mereka juga dapat didaur ulang.

Enzim. Saat mendinginkan tubuh, aktivitas enzim yang berbeda akan berbeda dari nominal. Tentu saja, tidak ada yang terlibat dalam studi sistematis tentang efek agen kimia atau farmakologis pada aktivitas enzim, tetapi tanpa diragukan lagi, sangat penting untuk mempengaruhi mereka jika kita bermain dengan suhu. Sekali lagi, karena fakta bahwa seluruh metabolisme didorong oleh enzim, ide-ide menarik muncul di pikiran. Sebagai contoh, beberapa mikroorganisme di laboratorium di bawah pengaruh radiasi diubah dari aerob menjadi anaerob, dan analisis sistem enzim mereka dapat memberikan pemahaman tentang bagaimana mengubah manusia sesuai. Dengan demikian, para peneliti dapat dipersiapkan untuk komposisi gas spesifik atmosfer.

Aparat vestibular. Disorientasi atau ketidaknyamanan yang biasa disebabkan oleh ketidakberimbangan dapat diatasi dengan obat-obatan, drainase sementara, atau sebaliknya dengan mengisi telinga bagian dalam dengan cairan, dan banyak metode lain, termasuk yang murni kimiawi. Hipnosis juga bisa membantu.

Sistem kardiovaskular. Ketika mempelajari peran sistem kardiovaskular (selanjutnya disebut CCC) dalam homeostasis, menerapkan teori kontrol untuk studi ini menghasilkan hasil yang sangat bermanfaat sehingga kita dapat dengan percaya diri membahas cara "cyborgize" CCC. Zat suntik seperti epinefrin , reserpin , digitalis , amfetamin dengan bantuan injector Rose akan mengubah pekerjaan CCC dalam situasi tertentu. Dimungkinkan juga untuk mengubah pekerjaan CVS, serta rantai homeostatis tertentu, dengan menyesuaikan denyut jantung atau dengan menerapkan stimulasi listrik pada simpul saraf tertentu dengan partisipasi otak atau sinyal eksternal.

Nada otot. Tinggal lama dalam cairan (catatan penerjemah: tampaknya, itu dimaksudkan untuk mengkompensasi kelebihan dengan merendam astronot dalam kapsul dengan cairan) atau hanya karena kurangnya aktivitas fisik akan menyebabkan penurunan tonus otot. Terlepas dari kenyataan bahwa penurunan suhu tubuh dan laju metabolisme tidak diragukan lagi akan mengurangi konsekuensi negatif, studi lebih lanjut diperlukan untuk memahami kimia proses dan mensintesis produk farmasi pelindung.

Distorsi persepsi. Visi dalam atmosfer yang dijernihkan atau tanpa kehadirannya bekerja agak berbeda dari yang biasa kita lakukan di Bumi. Karena itu, Anda harus memperhatikan penciptaan lingkungan pengujian di mana Anda dapat membiasakan diri dengan fitur persepsi bahkan sebelum memulai. Bagian penting dari masalah adalah kurangnya titik referensi di ruang angkasa, dan ini menimbulkan efek seperti ilusi autokinetik . Jika memungkinkan, hal-hal semacam itu juga harus ditekan dengan bantuan obat-obatan.

Tekanan eksternal. Dengan tekanan eksternal di bawah 60 mm Hg. Seni darah mulai mendidih bahkan pada 36,6 derajat Celcius. Oleh karena itu, jika astronot berencana untuk berjalan di kulit bahkan tanpa setelan kompensasi , metode akan diperlukan untuk menurunkan suhu kerja ke nilai sedemikian rupa sehingga tekanan uap cairan di dalam tidak melebihi kapasitas penahanan jaringan. Alasan lain untuk mendinginkan tubuh.

Fluktuasi suhu luar. Jika, dengan nilai-nilai "ekstrem", Anda pasti harus berlindung di dalam pesawat ruang angkasa, beberapa orang yang "dapat diterima" dapat bertahan bahkan di luarnya. Kenyamanan dapat dicapai dengan mengontrol pantulan dan penyerapan panas dengan pakaian pelindung yang terbuat dari bahan berpori dan penggunaan zat yang berubah warna dan sebagai hasilnya memberikan perlindungan yang efektif terhadap radiasi ultraviolet. Ini akan menjadi setelan peka cahaya dengan regulasi kimia reflektifitas untuk mempertahankan iklim mikro yang diinginkan.

Gravitasi Hubungan lain antara gaya gravitasi dan gaya inersia dengan gaya molekuler, antara lain, akan mengubah laju proses biokimia. Mungkin, kita akan dapat meningkatkan kualitas hidup seorang astronot dengan gravitasi lebih atau kurang dari bumi, dengan kombinasi pengaturan suhu tubuh dan obat-obatan.

Medan magnet. Penyesuaian biokimia dan termoregulasi juga dapat memperlambat atau mengurangi konsekuensi tertentu yang disebabkan oleh medan magnet ruang.

Kurangnya iritasi dan aktivitas. Sebagai semacam kekurangan sensorik , ada ketidakmampuan sensorik, yaitu, kurangnya rangsangan, momok para astronot. Dalam sebagian besar percobaan tentang kekurangan sensorik, ketidakmampuan yang menyebabkan ketidaknyamanan, dan dalam kasus-kasus ekstrim, munculnya kondisi seperti psikosis. Tetapi keberbedaan, ketidakmungkinan atau pembatasan tindakan bisa jauh lebih berbahaya daripada ketidakmampuan sensasi, karena sebagian besar subjek percobaan biasanya menyebutkan keinginan untuk "melakukan setidaknya sesuatu". Pertama, pengembangan skenario kerja di mana setiap tindakan akan disertai dengan respons indera yang signifikan dapat membantu di sini. Kedua, obat-obatan juga berguna di sini untuk meredakan ketegangan yang menumpuk. Karena tindakan yang tidak bermakna dan tampak tidak berguna, serta upaya nyata untuk membangkitkan setidaknya beberapa sensasi, adalah gejala yang sangat mengkhawatirkan.

Psikosis , , , - - , . , , , , . , , .

. , , . - , . , .

, , . , , , , , .

, , «» . «» , , . ; ; ; , , .

, , , , , , .

- PDF .