Viaggio Fantastico Capitolo 2: I ponti a venire

Viaggio Fantastico

di Ray Kurzweil e Terry Grossman M.D.

www.fantastic-voyage.net

Capitolo 2 - I "ponti" a venire

"Le aspettative di vita saranno intorno ai 5000 anni… entro il 2100."

- Aubrey de Grey

I sistemi biologici sono dotati di notevole intelligenza. Nel quindicesimo secolo, Leonardo da Vinci scriveva che "l'ingegnosità umana può creare varie invenzioni, ma non produrrà mai invenzioni più belle, né più semplici, né più adatte allo scopo, della natura; perché nelle invenzioni della natura nulla manca e nulla è superfluo." Noi condividiamo la fascinazione vincesca per i disegn biologici, ma non siamo d'accordo sul fatto che non sia possibile migliorare l'opera della natura. Da Vinci non aveva nozione della nanotecnologia e, come non bastasse, la natura, nonostante la sua apparente creatività, è significativamente subottimale. Per esempio, i collegamenti di un neurone funzionano a solo 200 transazioni al secondo, milioni di volte più lentamente dei circuiti elettronici. Malgrado l'eleganza con cui i nostri globuli rossi trasportano ossigeno, si tratta di un sistema lento ed ingombrante ed esistono già progetti di alternative robotiche (i respirocytes) che saranno migliaia di volte più efficienti. Il fatto è che la biologia non può competere con ciò che saremo capaci di progettare quando avremo svelato appieno i meccanismi della biologia. Un altro componente principale della rivoluzione all'orizzonte è la nanotecnologia molecolare, che ci permetterà di riprogettare e ricostruire, molecola per molecola, i nostri corpi e i nostri cervelli.[1] Il dispiegarsi di queste due rivoluzioni (quella biotecnologica e quella nanotecnologica) è parzialmente parallelo, ma la rivoluzione biotecnologia ha un vantaggio di una o due decadi su quella nanotecnologica. Per questo motivo descriviamo questi fenomeni come, rispettivamente, il secondo e il terzo "ponte" verso l'estensione radicale della vita umana. La maggior parte del materiale in questo libro è dedicato al ponte numero uno - come trarre il massimo vantaggio dai più avanzati sistemi diagnostici e strategie preventive attualmente disponibili, in modo di poter raggiungere i ponti due e tre.

Un ponte verso un ponte verso un ponte

Questo libro descrive tre "ponti"

1. Il primo ponte è il nostro programma per la longevità. Esso consiste di terapie oggi disponibili che vi permetteranno di rimanere in buona salute sufficientemente a lungo da poter trarre il massimo vantaggio dal secondo ponte, una volta costruito.

2. Il secondo ponte è la rivoluzione biotecnologica. Svelando i misteri di proteine e geni, stiamo accumulando i mezzi che ci permetteranno di eliminare malattie ed invecchiamento, sviluppando al massimo il nostro potenziale. Questo secondo ponte, a sua volta, condurrà ad un terzo.

3. Il terzo ponte è la rivoluzione nei settori delle nanotecnologie e dell'IA (Intelligenza Artificiale). Questa rivoluzione ci permetterà di ricostruire i nostri corpi e cervelli a livello molecolare.[2] Queste trasformazioni tecnologiche emergenti introdurranno nuovi e potenti strumenti atti ad espandere la nostra salute e le nostre capacità. Un giorno, le informazioni contenute in questo libro saranno automatizzate al nostro interno. Oggi, tuttavia, dobbiamo mettere in pratica tali informazioni da noi. Accenneremo a ciascuno dei tre ponti man mano che i temi in discussione lo richiederanno. Ogni capitolo comincerà con le strategie del primo ponte che potete applicare immediatamente. Includeremo anche uno sguardo verso le affascinanti possibilità che i ponti due e tre offriranno nei prossimi anni.

Il secondo ponte: La rivoluzione biotecnologica

Nello svelare come le informazioni sono processate dai sistemi biologici, stiamo anche svelando molte strategie per rendere obsoleti malattie e invecchiamento. Nei prossimi capitoli passeremo in rassegna alcune delle soluzioni piu interessanti e affronteremo ulteriori esempi nei capitoli successivi.

Una tecnica efficace non può ignorare la spina dorsale dell'informazione biologica: il genoma. Con le tecniche della genetica, ci stiamo avvicinando al giorno in cui potremo controllare l'espressione dei geni e modificare i geni stessi. Stiamo già utilizzando le tecniche della genetica in altre specie. Usando i metodi del dna ricombinante, ormai usato commercialmente per produrre nuovi farmaci, i geni di organismi che vanno dai batteri agli animali da cortile, sono stati modificti per produrre proteine terapeutiche. Un'altro importante fronte è quello della rigenerazione di cellule, tessuti e organi introdotti nei nostri corpi senza interventi chirurgici. Un beneficio di questa tecnica di clonazione terapeutica è che potremo generare questi nuovi tessuti ed organi da versioni ringiovanite delle nostre cellule - il campo emergente della medicina di ringiovanimento. Scoprendo i processi "informatici" della nostra biologia, stiamo anche creando i mezzi necessari ad acquistarne la padronanza, a sconfiggere malattie e invecchiamento e ad incrementare il potenziale umano. La ricerca di nuovi medicinali era, una volta, una questione di individuare sostanze che avessero effetti benefici senza eccessivi effetti collaterali. Questo processo era simile a quello della produzione dei primissimi strumenti utilizzati dai nostri antenati: potevano solo cercare rocce, rami, etc che potessero essere utilizzati a scopi utili. Ora che possiamo progettare un medicinale con funzioni precise a livello molecolare, ci stiamo avvicinando al giorno in cui potremo sormontare antichissime afflizioni. La portata e le dimensioni di questo progetto è enorme; gli esempi qui presentati sono soltanto un piccolo campione delle idee più promettenti. Fornirò altri esempi nei prossimi capitoli.

Non solo designer babies, ma anche designer baby-boomers

Gli interventi genetici saranno caratterizzati da tre fasi: (1) interventi sull'espressione metabolica dei geni, (2) blocco o modifica dell'espressione del gene e (3) terapia somatica del gene. Vediamo quale effetto queste tecnologie imminenti potrebbero avere effetto sul nostro viaggio personale nel futuro.

1. Interventi sull'espressione metabolica dei geni

La scienza non ha ancora la capacità di sostituire i nostri geni (anche se cominciamo ad avere gli strumenti necessari), ma ne possiamo modificare l'impatto scegliendo uno stile di vita adatto e impiegando strategie preventive, se veniamo a sapere che geni abbiamo. Come illustrato nel capitolo 11, gli strumenti necessari a leggere una parte del nostro patrimonio genetico personale e per usare queste informazioni per guidare le nostre scelte per quanto riguarda nutrizione, supplementi alimentari e stile di vita, sono già disponibili. Possiamo usare queste informazioni per creare un protocollo individualizzato, mirato ad evitare le malattie a cui siamo geneticamente predisposti.

2. Blocco o modifica dell'espressione del gene

Anche se non abbiamo ancora i mezzi per alterare i geni stessi, stiamo cominciando ad alterarne l'espressione. L'espressione del gene è il processo tramite il quale la nostra "ricetta" genetica è letta e le istruzioni in essa contenute sono messe in pratica. Ogni cellula del nostro corpo contiene una raccolta completa di tutti i nostri geni. Ma una cellula specifica, quale una cellula della pelle o una cellula del pancreas, deriva le proprie caratteristiche da una piccola frazione del DNA che contiene, cioè dalle informazioni genetiche relative a quel tipo specifico di cellula.[3] Dato che è possibile controllare questo processo al di fuori del nucleo, queste strategie di blocco o modifica dell'espressione del gene sono più semplici da effettuare che le terapie che richiedono l'accesso al nucleo. L'espressione del gene è controllata da peptidi, molecole composte da sequenze di amminoacidi e da brevi sequenze di RNA e stiamo appena cominciando ad apprendere il funzionamento di questi processi.[4] Molte nuove terapie oggi in via di sviluppo sono basate sulla manipolazione di questo processo di espressione del gene: possiamo "spegnere" l'espressione dei geni che causano malattie, o "accendere" i geni benefici che non riescono ad essere espressi in alcune cellule.

Due terapie, ancora in evoluzione, per bloccare o modificare l'espressione genetica, sono quella del RNA antisenso e quella dell'interferenza RNA. Nel mirino di queste terapie è l'RNA messaggero (mRNA), che è trascritto (copiato) dal DNA e tradotto in proteine. I ricercatori stanno esaminando la possibilità di bloccare il mRNA prodotto da geni danneggiati o mutati in modo che non possa produrre proteine indesiderate. Il procedimento utilizza sequenze di RNA denominate RNA antisenso che sono la versione speculare del RNA nel mirino. Queste sequenze si attaccano al RNA che contiene le istruzioni per proteine abnormi, impedenone l'espressione.[5]

Nell'approccio di RNAi (interferenza del RNA), brevi segmenti di RNA a doppio filamento contenenti sia tratti "senso" che "antisenso" sono preparati dai ricercatori e in seguito si abbinano, bloccandole, alle parti del RNA che sono trascritte dai geni mutati. Ciò inibisce la capacità del segmento di RNA di generare proteine, efficacemente silenziando il gene difettoso. In recenti esperimenti, l'utilizzo di RNA a doppio filamento si è dimostrato sostanzialmente più efficace del filamento antisenso impiegato da solo. In molte malattie genetiche, solo una copia del gene è difettosa. Poiché otteniamo due copie di ogni gene, una da ogni genitore, questo metodo lascia un gene sano che può quindi produrre la proteina in questione.[6]

3. La terapia somatica del gene

La terapia somatica del gene è il santo grail della bioingegneria. Una volta raggiunta questa terza fase potremo cambiare i geni all'interno del nucleo "infettandolo" con nuovo DNA, creando, in pratica, nuovi geni.[7] L'idea di cambiare il patrimonio genetico degli esseri umani è associato spesso con l'idea dei designer babies, o "bambini su misura", ma la vera promessa delle terapie geniche è di modificare i nostri geni di adulti.[8] Questi nuovi geni possono essere progettati per silenziare quei geni la cui attività risulta in patologie o per introdurre nuovi geni che rallentino e riversino il processo dell'invecchiamento. Gli studi su animali sono cominciati negli anni '70 e '80 e oggi abbiamo una gamma di animali transgenici, fra cui bestiame, polli, conigli e ricci di mare. Il 1990 ha visto i primi tentativi di terapie geniche su esseri umani. La sfida rimane quella di riuscire a trasferire il DNA terapeutico nelle cellule in cui è richiesto, in modo che il DNA sia espresso nelle giuste quantità e al momento giusto. Prendiamo in considerazione, in primo luogo, i dettagli del trasferimento di nuovo materiale genetico. Un virus è spesso il veicolo utilizzato. I virus hanno sviluppato, nel corso della loro storia, la capacità di inserire il proprio materiale genetico all'interno delle cellule umane, spesso causando patologie. Oggi, i ricercatori rimuovono i geni nocivi di un virus ed inseriscono geni terapeutici, in modo che il virus infetti le cellule con questi geni favorevoli. Questo metodo è relativamente diretto, ma i geni virali sono spesso di dimensioni troppo grandi per avere accesso a molti tipi di cellule, come quelle del cervello. Altre limitazioni di questo processo includono la quantità di DNA che può essere trasferita. Inoltre, è difficile controllare la posizione precisa in cui il nuovo DNA virale si integrerà nelle cellule infettate. Infine, tali "infezioni" possono innescare una risposta immunitaria, con conseguente rigetto del nuovo materiale.[9] La morte di due partecipanti ad esperimenti di terapia genica, alcuni anni fa, ha causato una battuta d'arresto provvisoria, anche se la ricerca è da allora ripresa. Un paziente è morto a causa di una risposta immunitaria al virus utilizzato come vettore. Il secondo paziente, afflitto dalla sindrome del "bambino nella bolla" (nato, cioè, senza un sistema immunitario), è morto a causa di una leucemia innescata dalla impropria disposizione del gene trasferito nelle sue cellule.[10]

Questa seconda morte indica due fondamentali ostacoli che devono essere superati affinchè le terapie geniche possano essere ampiamente utilizzate: come posizionare correttamente il nuovo materiale genetico nel DNA del paziente e come controllarne l'espressione. Una possibile soluzione potrebbe essere l'aggiunta, al gene terapeutico, di un gene "reporter". Il gene reporter fornirebbe segnali visivi che permetterebbero di monitorare la terapia, che inizierebbe solo e quando l'inserimento corretto di nuovo materiale genetico fosse confermato.[11]

Iniettare il DNA direttamente nelle cellule ("microinjection") è possibile, ma troppo costoso. Si sono però avuti degli interessanti sviluppi, recentemente, in altre metodologie di trasferimento. Per esempio, i liposomi (sfere composte da membrane di grassi, con un nucleo acquoso), possono essere usati come cavalli di Troia molecolari per trasportare materiale genetico all'interno dei neuroni. Ciò apre la strada a terapie per disordini quali il Parkinson e l'epilessia.[13] Si possono anche utilizzare impulsi elettrici per inserire nelle cellule una gamma di molecole, comprese proteine medicinali, RNA e DNA.[14] Un'altra alternativa è quella di "imballare" il DNA in minuscoli nano-"palloni" (delle dimensioni di 25 nanometri) per massimizzarne l'impatto.[15] Questo metodo è già in fase di test su pazienti umani con fibrosi cistica. I ricercatori hanno notato "un aumento di 6000 volte nell'espressione di un gene "impacchettato" a questo modo, rispetto a DNA non imballato in liposomi." Un'altro approccio ancora, utilizza materiale genetico in combinazione con bolle microscopiche le quali, compresse con onde ultrasoniche, possono attraversare la membrana cellulare.

Tecnologia ricombinante: arriva il "pharming"

Stiamo già usando le terapie geniche in altre specie. Modificando i geni di batteri, piante e animali, possiamo indurli a produrre sostanze utili nel combattere malattie che affliggono l'uomo. Stiamo ottenendo proteine ricombinanti unendo il DNA di più di un organismo e facendole produrre da batteri, una tattica biotecnologica chiamata "pharming" [un neologismo risultante dai termini "farmaceutici" e "fattoria", o "pharmaceuticals" e "farm" - NdT]. Nella tecnologia ricombinante, il materiale genetico che codifica una proteina desiderata è inserito nel DNA di una determinata specie di batteri, che cominciano quindi a produrre tale proteina. Dato che i batteri si moltiplicano con estrema rapidità, non è difficile generare le proteine in questione in quantità.

L'insulina è stata la prima molecola ad essere prodotta sinteticamente con tecnologie ricombinanti, permettendo ai diabetici dipendenti da insulina di abbandonare le iniezioni di insulina di maiale o di manzo, le quali avevano causato, in molti diabetici, reazioni allergiche o livelli elevati di anticorpi a tali proteine estranee, cosa che non succede con l'insulina umana ricombinante.

I bambini con una carenza di ormone della crescita (nanismo) ricevevano iniezioni di ormone umano della crescita derivato dalle ghiandole pituitarie di cadaveri, ed erano necessari molti cadaveri per ottenerne quantità sufficienti per il trattamento di un solo bambino per un anno, per non parlare del rischio di infezioni. L'ormone della crescita ricombinante ha risolto questo problema e ha sostanzialmente abbassato il costo della terapia. Ha permesso di estendere il trattamento anche agli adulti con una carenza di ormone della crescita.

Inseriti in cellule "immortalizzate" di reni umani, alcuni geni sono utilizzati nel pharming per generare le proteine utili nella cura dei pazienti che hanno subito emorragie cerebrali, e altri disturbi.[16] Le vittime di malattie renali croniche sono carenti di una proteina prodotta dal rene, la eritropoietina. Senza di essa, soffrono di severe forme di anemia e hanno quindi bisogno di frequenti trasfusioni. Inserendo i geni che codificano per questa proteina in cellule di criceto, le aziende farmaceutiche possono produrre abbastanza eritropoietina da evitare la necessità di trasfusioni per molti pazienti sottoposti a dialisi.

Anche i tradizionali animali da fattoria, inoltre, possono essere ora utilizzati a questi scopi. Le mucche producono grandi quantità di latte, quindi il poter inserire del materiale genetico esterno nei loro geni che controllano la produzione di latte è una tecnica importante.

Il DNA che codifica le proteine dell'uovo è utilizzato in modo che le uova dei polli transgenici (che contenengono uno o più geni inseriti artificialmente da una specie differente) contengano le proteine desiderate.

Nell'immediato futuro avremo laboratori/fattorie di "pharming" con animali i cui geni sono stati alterati in modo che il loro latte, le loro uova, o persino il loro sperma, producano proteine ricombinanti per il trattamento di malattie attualmente intrattabili o solo parzialmente trattabili, quali la sclerosi a placche, il morbo di Parkinson, l'Alzheimer, l'epatite C ed l'AIDS.

Il pharming non si limiterà agli animali. Le piante, specialmente quelle ad alto contenuto proteico come cereali o tabacco, possono essere riprogrammate per produrre sostanze di grande valore. In Giappone, per esempio, una varietà di riso geneticamente modificato contiene una proteina che distrugge il virus dell'epatite B.

La clonazione terapeutica

La clonazione sfrutta i meccanismi riproduttivi naturali ed è uno degli approcci più promettenti al miglioramento e al prolungamento della vita umana. La clonazione è una tecnologia estremamente importante, non per creare esseri umani completi, ma per l'allungamento della vita. La clonazione terapeutica genera nuovi tessuti per sostituire tessuti o organi malati. Tutti gli eticisti responsabili, compreso chi scrive, considerano la clonazione umana attualmente non etica. Tuttavia le nostre ragioni hanno poco a che fare con i dubbi circa "l'interferire" con la natura della vita umana. Più semplicemente, questa tecnologia non è ancora sufficientemente affidabile. La tecnica corrente fonde il nucleo preso da una cellula del donatore con un ovulo tramite una minuscola scarica elettrica e causa un elevato livello di errori genetici.[17] Questo è il motivo principale per cui la maggior parte dei feti generati in questo modo, finora, non sopravvivono. Anche quelli che ce la fanno hanno difetti genetici. Dolly, la pecora clonata, ha sviluppato una obesità problematica, in età adulta, e la maggior parte degli animali finora clonati ha avuto problemi di salute non previsti. Le idee per il perfezionamento del processo di clonazione non mancano, per esempio l'uso di metodi alternativi per la fusione dell'ovulo e del nucleo, senza la distruttiva scarica elettrica.

Fino a quando la sicurezza di questa tecnologia non sarà dimostrata, però, non sarebbe etico creare una vita umana, esponendola a tali alte probabilità di severi problemi di salute.

Tuttavia, le applicazioni più importanti delle tecnologie della clonazione non sono quelle che mirano a creare esseri umani completi, ma quelle tese a generare organi umani, quali cuori o reni. Per queste applicazioni si usano cellule germinali (quelle nella fase pre-fetale, cioè la fase precedente all'impianto di un feto). Tali cellule attraversano la fase della differenziazione e possono quindi essere sviluppate in organi specifici. Poiché la differenziazione avviene durante la fase pre-fetale, la maggior parte degli eticisti sono convinti che questo processo non susciti inquietudini etiche, anche se questa posizione è molto controversa.[18] Il gruppo di ricerca di Woo Suk Hwang e Shin Yong Moon dell'Università Nazionale di Seoul, nella Corea del Sud, ha compiuto un passo avanti importante verso il perfezionamento di questa tecnica. In un articolo pubblicato su Science, è stata annunciata la clonazione di una linea di cellule staminali umane pluripotenti, il tipo che ha il potenziale di trasformarsi in qualunque cellula il corpo del paziente necessiti. La loro linea di cellule già aveva subito 70 divisioni senza problemi.[19] Tale ricerca apre la strada a significativi sviluppi nella produzione di tessuti e organi sani, derivati da una linea di cellule staminali clonate. [Si noti però, che successivamente alla pubblicazione di "Fantastic Voyage" questo studio è stato screditato e sconfessato da Science - NdT]

Sconfigere la morte programmata delle cellule

La clonazione terapeutica si riferisce ai telomeri, le piccole porzioni di DNA alla fine di ogni cromosoma. Questi tratti sono come l'estremità di una collana di perle, in cui una "perla" và persa ad ogni divisione cellulare, imponendo così un limite al numero di divisioni (il cosiddetto limite di Hayflick). Una volta esaurite queste "perle" di DNA, una cellula è programmata a morire. Recentemente, è stato scoperto che un singolo enzima, il telomerase, può allungare i telomeri, superando quindi il limite di Hayflick. Le cellule germinali producono telomerase e sono quindi immortali. Anche le cellule cancerose producono telomerase, il che permette loro di replicarsi indefinitamente.

L'identificazione di questo singolo enzima offre un'importante opportunità per influenzare questo processo, estendendo la longevità delle cellule sane o limitando quella delle cellule malate, quali quelle tumorali. È interessante notare la particolare stabilità delle cellule germinali, le quali fanno da tratto di unione fra tutte le forme di vita cellulare sulla Terra. Le cellule germinali evitano la morte grazie all'enzima telomerase, il quale ripara il telomero dopo ogni divisione cellulare. Questo singolo enzima conferisce l'immortalità alle cellule germinali: esse sopravvivono dagli albori della vita, miliardi di anni fa. Questa nuova conoscenza apre la possibilità di future terapie geniche che restituiscano le cellule alla loro condizione giovanile, ricca di telomerase. Esperimenti su animali suggeriscono che il telomerase sia relativamente benigno, anche se alcuni esperimenti hanno provocato un aumento dei casi di tumori.

Esistono inoltre altre barriere, come le difficoltà nell'inserire il telomerase nei nuclei delle cellule, anche se la tecnologia necessaria sta procedendo velocemente. Scienziati quali Michael West, presidente ed amministratore delegato della Advanced Cell Technology Inc, hanno espresso fiducia nella prossima disponibilità di tecniche in grado di trasferire il telomerase nei nuclei delle cellule, aggirando i rischi di tumori. La terapia genica basata sul telomerase promette il ringiovamimento indefinito delle cellule somatiche umane, cioè di tutte le cellule umane, tranne quelle germinali.

Il progresso nella crescita di nuovi tessuti e organi a partire da cellule staminali è rapido. Il team di ricerca di Robert Langer, presso il MIT, ha creato versioni rudimentali di organi e tessuti umani quali fegato, cartilagine e tessuti neurali. La tecnica utilizzata coltiva le cellule desiderate su impalcature biodegradabili composte di un polimero appositamente creato (strutture di materiale spugnoso che riproducono approssimativamente la forma dell'organo voluto). Langer e i suoi collaboratori hanno scritto, "riportiamo il primo caso in cui impalcature polimeriche... hanno promosso la proliferazione, differenziazione ed organizzazione di cellule staminali embrionali umane in strutture tridimensionali."

Uno dei problemi nel crescere organi umani in questo modo è la creazione del necessario sistema di vasi sanguigni. I ricercatori della Harvard Medical School e del MIT hanno prodotto un sistema vascolare sintetico funzionante usando due fogli di polimeri biodegradabili in cui le "vene" sono state "scritte" [in bassorilievo] da un computer. I due fogli sono poi stati uniti generando così vasi capillari di soli 10 micron di diametro (millionesimi di un metro) e anche arterie e vene fino a 300 volte più grandi.[20]

La partenogenesi, è un interssante approccio che evita le polemiche etiche associate all'utilizzo di tessuto fetale e che fornisce una fonte notevole di cellule staminali (attualmente disponibili solo in quantità limitate). Aggiungendo certe sostanze chimiche a ovuli umani non fertilizzati, è possibile trasformarli in embrioni, che potrebbero poi fungere da fonti di cellule staminali.[21] Questi embrioni, denominati partenoti, non hanno la capacità di svilupparsi e di trasformarsi in bambini, eliminando quindi le obiezioni etiche.

Un'altra affascinante idea è che una donna crei dei partenoti dai propri ovuli per generare cellule staminali con il proprio DNA, evitando quindi il rigetto da parte del proprio sistema immunitario.

Ingegneria del somatocita umano

Questo è un approccio ancor più interessante e che aggira completamente le polemiche collegate alle cellule staminali embrionali. Questa tecnologia emergente, nota anche come transdifferenziazione, genera nuovi tessuti con il DNA del paziente trasformando un tipo di cellula (per esempio, una cellula della pelle) in un altro tipo (come una cellula del pancreas o una cellula cardiaca) senza l'impiego di cellule staminali embrionali.[22]

Ci sono stati recenti sviluppi in quest'area di ricerca. Scienziati americani e norvegesi hanno convertito con successo cellule epidermiche umane direttamente in cellule del sistema immunitario e del sistema nervoso [23] e Hematech, un'azienda biotecnologica, ha riportato le cellule del fibroblasto ad una condizione primordiale dalla quale possono essere convertite in altri tipi di cellule.

Considera la seguente domanda: qual'è la differenza fra una cellula della pelle e una qualunque altra cellula? Dopo tutto, ogni cellula ha lo stesso DNA. Come menzionato prima, le differenze sono dovute a quei fattori che regolano le proteine. Essi includono brevi frammenti di RNA e peptidi, di cui stiamo cominciando a scoprire il funzionamento. Manipolando queste proteine, possiamo trasformare un tipo di cellula in un altro.[24] Il perfezionamento di questa tecnologia non soltanto disinnescherebbe un problema etico e politico, ma offrirebbe anche una soluzione ideale dal punto di vista scientifico. Se avete bisogno di cellule dell'isolotto pancreatico, o di tessuti del rene, o persino di un nuovo cuore intero, evitando le reazioni autoimmuni, sicuramente sarebbe preferibile produrre tutto ciò partendo dal vostro DNA, non da quello della linea germinale di qualcun'altro. Inoltre, tale metodo usa le nostre abbondantissime cellule epidermiche, invece delle tue rare e preziose cellule staminali. Questo processo svilupperebbe un organo con il nostro patrimonio genetico ed il nuovo organo sarebbe dotato di telomeri nuovi e quindi giovani.[25] Il che significa che un uomo di 80 anni potrebbe ricevere un cuore che è in pratica lo stesso cuore che egli aveva, per esempio, all'età di 25 anni. Il gene che permette alle cellule staminale di rimanere giovani e pluripotenti (in grado di differenziarsi in virtualmente qualsiasi tipo di cellula) è stato identificato e battezzato nanog dai ricercatori dell'Istituto per la Ricerca sulle Cellule Staminali di Edinburgh, Scozia.[26] "Nanog sembra essere un gene controllore, o master, che causa la crescita delle cellule staminali embrionali in laboratorio," dichara Ian Chambers, uno degli scienziati del team. "In effetti questo [gene] rende immortali le cellule staminali." L'averne scoperto il ruolo è un importante passo avanti verso il poter trasformare una qualunque cellula in una cellula pluripotente, la quale può, a sua volta, essere trasformata in qualunque altro tipo di cellula.

Invertire l'invecchiamento

La nostra cognizione dei componenti principali dell'invecchiamento umano si sta sviluppando velocemente e delle strategie tese a fermare e a invertire ciascuno di questi componenti, sono state identificate.

Il fautore più energetico e dotato della più profonda comprensione del processo dell'invecchiamento è Aubrey de Grey, uno scienziato del dipartimento di genetica dell'Università di Cambridge. De Grey descrive il suo obiettivo come "senescenza trascurabile ingegnerizzata" [SENS: Strategies for Engineered Negligible Senescence - NdT]: un tentativo di fermare la nostra marcia verso la delicata condizione della vecchiaia e la conseguente suscettibilità alle patologie multiple tipiche della terza età.[27] Secondo de Grey, "tutte le conoscenze di base necessarie a raggiungere la senescenza trascurabile ingegnerizzata sono già in nostro possesso. In pratica, dobbiamo soltanto applicarle tutte insieme."[28] De Grey è convinto che otterremo un topo di laboratorio significativamente ringiovanito (cioè un animale che sia, dal punto di vista funzionale, più giovane di quanto fosse prima del trattamento e con tanto di estensione della vita, come prova) entro 10 anni e aggiunge che tale dimostrazione avrà un impatto dirompente sull'opinione pubblica. La dimostrazione della fattibilità dell'invertimento del processo dell'invecchiamento in un animale che condivide il 99 per cento dei nostri geni, trasformerà profondamente l'opinione che invecchiamento e morte siano inevitabili. Una volta dimostrato in un modello animale, il ringiovanimento degli esseri umani è previsto entro altri 5 - 10 anni, ma l'arrivo del ringiovanimento di animali di laboratorio genererà un'enorme spinta competitiva tesa a tradurre questi risultati in terapie umane.

Nel corso della nostra evoluzione (e di quella dei nostri precursori), la sopravvivenza della specie non ha avuto bisogno della sopravvivenza di individui di età superiore a quella riproduttiva (anzi, ne avrebbe sofferto). Di conseguenza, i geni favorevoli ad un'estensione significativa della vita sono stati vittime della selezione naturale. Nella nostra era moderna, caratterizzata dall'abbondanza, tutte le generazioni possono contribuire alla continua espansione del sapere. "Le nostre aspettative di vita saranno intorno ai 5000 anni… entro il 2100," sostiene de Grey.

Attraversando i tre ponti descritti in questo libro, potremmo raggiungere l'anno 2100. A quel punto, sempre secondo de Grey, potremo estendere la nostra longevità indefinitamente. De Grey descrive sette processi chiave dell'invecchiamento che portano alla senescenza ed ha identificato le strategie necessarie ad invertirli. Ecco alcune delle strategie chiave di de Grey:

Mutazioni cromosomiche (nucleari) e epimutazioni [29]

Quasi tutto il nostro DNA è nei cromosomi, nel nucleo della cellula (il resto è nei mitocondri, di cui ci occuperemo fra poco). Col passare del tempo, si avverano delle aberrazioni che danneggiano la sequenza del DNA. Inoltre, le cellule accumulano mutazioni epigenetiche che determinano quali geni sono espressi nelle varie cellule. Questi sono eventi significativi, perché inducono le cellule a comportarsi in maniera inadeguata al tessuto a cui appartegono. Per la maggior parte, tali mutazioni non sono maligne e causano la morte solo della cellula in questione, la quale è poi sostituita dalla divisione di una cellula vicina. Le mutazioni che ci interessano sono soprattutto quelle che provocano un tumore. Ciò significa che se potessimo curare il cancro, le mutazioni nucleari e le epimutazioini dovrebbero in gran parte essere inoffensive. La strategia proposta da de Grey per il trattamento del cancro è preventiva: usando terapie geniche, rimuoveremmo da tutte le nostre cellule i geni utilizzati salle cellule tumorali per proteggere i propri telomeri durante la divisione. Ciò non arresterà i tumori fin dalle prime mutazioni, ma li farà "appassire" prima che raggiungano una massa sufficiente ad ucciderci. Le strategie per il silenziamento di geni sono già disponibili e stanno velocemente migliorando.

Cellule tossiche

In certe situazioni, alcune cellule raggiungono una condizione tale per cui la loro eliminazione sarebbe desiderabile, nonostante esse non siano tumorali. La senescenza cellulare è un esempio di tali condizioni ed un'altro è una eccessiva presenza di cellule adipose. In questi casi è in genere più semplice uccidere tali cellule, piuttosto che riportarle ad una condizione sana. Sono allo studio metodi mirati ai "geni suicidi" di tali cellule e per istigare il sistema immunitario ad eliminarele. Una delle molte strategie che si stanno studiando contro i tumori è quella di bloccare il telomerase. Ciò impedirebbe alle cellule cancerose di replicarsi più di un certo numero di volte, eliminando così la capacità del cancro di diffondersi. Molte altre strategie sono allo studio nella lotta contro il cancro: particolarmente promettenti sono i vaccini tesi a stimolare il sistema immunitario ad attacare le cellule cancerose. Questi vaccini potrebbero essere utilizzati per prevenire i tumori, come trattamento di prima linea, o per eliminare le cellule tumorali sopravvissute ad altri trattamenti.[30] Ci occuperemo più dettagliatamente delle strategie antitumorali da "secondo ponte", nel capitolo 16, "la prevenzione e individuazione tempestiva dei tumori."

Mutazioni mitocondriali

Un altro dei processi che risultano nell'invecchiamento identificati da de Grey è l'accumularsi di mutazioni nei 13 geni nei mitocondri, le fabbriche di energia delle cellule.[31] I geni mitocondriali sono indispensabili al funzionamento efficace delle nostre cellule, ma subiscono un più alto tasso di mutazioni rispetto a quelli nel nucleo. Una volta perfezionate le terapie geniche somatiche, potremmo inserire extra copie di questi 13 geni nella relativa sicurezza del nucleo, ottenendo così una sovrabbondanza (cioè della copie di riserva) per queste vitali informazioni genetiche. Un meccanismo cellulare naturale permette l'importazione delle proteine nucleari nei mitocondri, quindi non è obbligatorio che tali proteine siano prodotte nei mitocondri. In effetti, la maggior parte delle proteine necessarie per la funzione mitocondriale sono codificate dal DNA nucleare e si è già riusciti a trasferire dei geni mitocondriali nel nucleo, in esperimenti di laboratorio.

Atrofia e perdita cellulare

I tessuti del nostro corpo hanno i mezzi per rimpiazzare le cellule logore, ma questa abilità è limitata in determinati organi, sostiene de Grey. Per esempio, più invecchiamo e più il cuore non riesce a rimpiazzare le proprie cellule in tempi sufficientemente brevi e, nel tentativo di compensare, ingrossa le cellule rimaste con materiale fibroso. Col tempo, ciò porta il muscolo cardiaco ad essere meno elastico e meno reattivo. Una strategia primaria in quest'area sarebbe quella di utilizzare la clonazione terapeutica delle cellule del paziente, come descritto a pagina 22.

I dati ottenuti con il Progetto Genoma indicano che solo alcune centinaia di geni sono coinvolti nel processo dell'invecchiamento. Manipolando questi geni, l'estensione radicale della vita già è stata realizzata in animali meno complessi [dell'uomo - NdT]. Per esempio, modificando i geni che controllano insulina e livelli di ormoni sessuali nel C. elegans, le aspettative di vita di tali animali sono state sestuplicate, raggiungendo l'equivalente di 500 anni per un essere umano.[32] Una volta acquisita la capacità di riprogrammare l'espressione del gene, la riprogrammazione del processo dell'invecchiamento negli esseri umani sarà sempre più a portata di mano.

L'idea che vecchiaia e morte siano inevitabili è profondamente radicata, ma questa antichissima prospettiva sarà gradualmente modificata dalle dimostrazioni di efficaci terapie geniche previste nei prossimi vent'anni.

Il terzo ponte: nanotecnologia e intelligenza artificiale

Con l'"ingegnerizzazione a ritroso" comprenderemo i principi del funzionamento della nostra biologia, per poi applicare metodi tecnologici al potenziamento e alla riprogettazione del corpo e del cervello umano, per estendere radicalmente la nostra longevità, per migliorare la nostra salute e per espandere le nostre capacità intellettuali e le nostre esperienze. Buona parte di tali progressi tecnologici sarà il risultato della ricerca nel settore delle nanotecnologie, un termine originalmente coniato da K. Eric Drexler negli anni '70 per descrivere lo studio degli oggetti di dimensioni sotto i 100 nanometri (miliardesimi di un metro). Un nanometro corrisponde, approssimativamente, al diametro di cinque atomi di carbonio. Rob Freitas, un teorico della nanotecnologia, scrive: "le nostre conoscenze circa le strutture molecolari del corpo umano, così meticolosamente raccolte nel corso del ventesimo secolo (e degli inizi del ventunesimo) saranno utilizzate nel corso del ventunesimo secolo per progettare apparecchiature mediche microscopiche. Tali macchinari, non saranno destinati solo a progetti di ricerca di base, ma soprattutto a missioni di monitoraggio, riparazione e ricostruzione cellulare."[35] Freitas precisa che se "l'idea di rilasciare milioni di nanobot autonomi (robot delle dimensioni di un globulo rosso assemblati molecola per molecola) all'interno del corpo può sembrare strana, o persino inquietante, in pratica i nostri corpi già brulicano di nanodispositivi mobili." La biologia stessa fornisce ampia dimostrazione della fattibilità della nanotecnologia. Come dichiarato da Rita Colwell, direttrice del National Science Foundation: "la vita è nanotecnologia in azione." I macrofagi (un tipo di globuli bianchi) e i ribosomi ("macchinari" molecolari che assemblano sequenze di amminoacidi seguendo le istruzioni del RNA) sono essenzialmente dei nanobot progettati dalla selezione naturale. Progettando da noi i nostri nanobot per rettificare e potenziare la nostra condizione biologica e per superare quanto può essere ottenuto con mezzi biologici, non saremo limitati a "strumenti", appunto, biologici (cioè un limitato insieme di proteine), ma potremo creare strutture che sono sostanzialmente più robuste, più veloci e più complesse.

Un'applicazione che discuteremo ulteriormente nel capitolo 7, separa il piacere del consumo alimentare dalla necessità biologica di ingerire nutrienti. Miliardi di nanobot microscopici posizionati nel nostro tratto alimentare e nel sistema circolatorio, potrebbero estrarre le sostanze nutrienti necessarie, fare eventuale richiesta di altri nutrienti o supplementi attraverso il Local Area Network personale (nanobot che comunicano tra loro) del nostro organismo e inviare il resto verso l'eliminazione.

BioMEMS

Se tutto ciò sembra particolarmente futuristico, si tenga presente che alcuni congegni intelligenti sono già stati iniettati nel sistema circolatorio. Sono in corso dozzine di progetti per la realizzazione di sistemi microelettromeccanici biologici (bioMEMS) destinati al sistema circolatorio, con una vasta gamma di applicazioni diagnostiche e terapeutiche [36] e già si tengono non meno di quattro importanti congressi dedicati a questi dispositivi.[37] Sistemi bioMEMS sono stati progettati per l'individuazione di agenti patogeni e per la precisa somministrazione di farmaci. Per esempio, sono stati sperimentati su animali dei dispositivi sanguigni nanoingegnerizzati in grado di trasportare ormoni come l'insulina.[38] Sistemi simili potrebbero recapitare dopamina nelle aree del cervello affette da morbo di Parkinson, fornire fattori di coagulazione a pazienti emofilici e trasportare medicinali antitumorali direttamente nei tumori. Un nuovo progetto prevede fino a 20 serbatoi in grado di trasportare sostanze diverse in ubicazioni pre-programmate, su archi temporali determinati.[39] Kensall Wise, un professore di ingegneria elettrica all'Università del Michigan, ha sviluppato una sonda neurale che offre funzioni di monitoraggio dell'attività elettrica dei pazienti affetti da problemi neurali [40] e si prevede che future versioni potranno anche trasportare medicinali. Kazushi Ishiyama all'Università di Tohoku, in Giappone, ha sviluppato dei micromacchinari che utilizzano una microscopica spirale levogira per trasportare medicinali direttamente all'interno di piccoli tumori.[41] Un micromacchinario particolarmente innovativo, sviluppato presso i National Sandia Labs, è dotato di "denti" microscopici, con tanto di mascella apribile e richiudibile, in grado di afferrare singole cellule e di inserire in esse sostanze quali DNA, proteine, o medicinali.[42]

Complesse strutture molecolari sono già state assemblate e, in alcuni casi, i "mattoni" necessari alla loro costruzione sono presi in prestito dalla natura: l'imitazione e la manipolazione di molecole naturali per raggiungere specifici obiettivi è una strategia fondamentale nella ricerca nanotecnologica. Il DNA è un attrezzo strutturale utilissimo, in quanto i filamenti non appaiati possono essere organizzati in strutture quali cubi, ottagoni e forme più complesse. Un team di ricerca della Cornell University ha usato i componenti di un enzima naturale, l'ATPase, per costruire un motore nanometrico. Un'altro gruppo di ricerca, presso il CNRS di Strasburgo, in Francia, ha avuto buoni risultati nell'utilizzare nanotubi per trasferire un peptide nei nuclei delle cellule del fibroblasto.

Molti altri approcci sono allo studio per lo sviluppo di macchinari di dimensioni micro e nanoscopiche in grado di effettuare una vasta varietà di mansioni nel corpo e nel sistema circolatorio.

Sangue programmabile

Un sistema che è già stato riprogettato, concettualmente, è quello del sangue. Nel capitolo 15, intitolato "La vera causa delle malattie cardiache e come evitarla" discuteremo di una serie di progetti teorici di Freitas per rimpiazzare i nostri globuli rossi, bianchi e piastrine con sostituti robotici. Le dettagliate analisi di questi progetti dimostrano come questi microscopici robot sarebbero centinaia o migliaia di volte più efficienti delle loro controparti naturali.

Nanoenergia

Un'area di ricerca che ha ricevuto significativa attenzione, riguarda lo sviluppo di fonti di energia per dispositivi di tali minuscole dimensioni. Varie tecniche MEMS (sistemi microelettromeccanici) sono state applicate nel tentativo di creare microscopiche cellule a idrogeno destinate ad alimentare dispositivi elettronici e, in futuro, i nanobot nel corpo umano. Una strategia presa in considerazione è quella di usare le stesse fonti di energia sfruttate dai nostri nanobot naturali, quali per esempio i macrofagi (un tipo di globulo bianco destinato a distruggere batteri e virus): il glucosio e l'ATP (Adenosintrifosfato). Un gruppo di ricerca giapponese ha sviluppato un generatore "bio-nano" che produce corrente elettrica dal glucosio presente nel sangue. Un'altro team, presso l'Università del Texas, ad Austin, ha creato una cellula a combustibile che può utilizzare sia il glucosio che l'ossigeno presente nel sangue.[43]

Monitoraggio continuo

Dei sensori basati su nanocavi di silicio, hanno dimostrato, potenzialmente, di poter effettuare una diagnosi quasi instantanea.[44] Analizzando qualsiasi fluido corporeo (urina, saliva o sangue), è possibile diagnosticare una patologia, cancro compreso, quando è ancora in una fase iniziale. Secondo il responsabile di tale ricerca, Charles M. Lieber, professore di chimica ad Harvard, questa tecnologia permetterà "di prelevare una goccia di sangue e, nel giro di pochi minuti, di scoprire se siete infetti con un particolare virus, o se siete affetti da una specifica malattia genetica, o quale sia il vostro livello di rischio per certe malattie, o per gli effetti collaterali di un certo medicinale." Questo metodo può anche essere impiegato per monitoraggio anti-bioterroristico.

Passeranno parecchi anni, ma avremo infine i mezzi necessari al continuo monitoraggio delle nostre condizioni fisiche, in modo di poter calibrare i nostri programmi di mantenimento della salute e di ricevere avvertimenti immediati e anticipati in caso di emergenze, quali eventi cardiaci. Gli autori di questo libro stanno lavorando a questo tipo di sistema in collaborazione con un'azienda biomedica, la United Therapeutics, con l'uso di sensori miniaturizzati, computer e sistemi di comunicazione wireless.

I ricercatori dell'Università di Edinburgo stanno sviluppando dei nanocomputer per il monitoraggio dello stato di salute che potrebbero essere "spruzzati" ["spray on"] sul paziente. Il loro obiettivo: dispositivi delle dimensioni di un granello di sabbia, contenenti un computer, un sistema di comunicazione senza fili e sensori per temperatura, pressione, luce, campi magnetici e correnti elettriche. In un altro sviluppo, un gruppo di ricerca diretto da Garth Ehrlich dell'Istituto di Ricerca Allegheny Singer, a Pittsburgh, sta sviluppando dei robot-sensori basati su tecnologie MEMS che possono essere inseriti all'interno del corpo umano per rilevare infezioni, identificare agenti patogeni ed erogare l'antibiotico necessario da contenitori interni.[45] Un'applicazione prevista è la prevenzione di infezioni batteriche nella sostituzione dell'anca, una frequente causa di complicazioni post-operatorie. Ehrlich precisa che oggi, "l'unico ricorso per tali pazienti è la rimozione chirurgica dell'anca artificiale, con conseguente danno al bacino, distruzione di tessuti morbidi, mesi di riposo forzato con somministrazione di antibiotici per via endovenosa e un significativo peggioramento della qualità della vita, dovuto alla completa perdita di mobilità."

Nanochirurgia

I nanobot saranno ottimi chirurghi. Squadre di milioni di nanobot potranno ristrutturare ossa e muscoli, distruggendo crescite indesiderate, quali i tumori, una cellula per volta e ripulire le arterie ristrutturandole con tessuto sano. I nanobot saranno migliaia di volte più precisi dei bisturi più affilati oggi disponibili, non lascerebbero cicatrici e fornirebbero anche il monitoraggio necessario dopo determinate procedure chirurgiche. I nanobot chirurghici potrebbero persino effettuare interventi chirurgici sulle strutture all'interno delle cellule, per esempio riparando il DNA all'interno del nucleo.

Questi nanobot richiederanno intelligenza distribuita. Come le formiche in un formicaio, le loro azioni dovranno essere coordinate e l'intera "colonia" di nanobot dovrà essere dotata di intelligenza flessibile. Questo è un obiettivo chiave della ricerca nel campo dell'intelligenza artificiale: sistemi distribuiti che dimostrino coordinazione intelligente - computer che emulino l'intelligenza umana. Uno dei progetti teorici più avanzati di Freitas è un robot per la riparazione del DNA. Miliardi, o persino trilioni, di tali robot potrebbero inserirsi in ognuna delle nostre cellule e condurre riparazioni e potenziamenti al DNA dei nostri geni. Freitas precisa che si potrebbe semplicemente sostituire tutto il DNA di un gene con una nuova versione, invece di intervenire sui diversi nucleotidi. Ecco un'idea profondamente rivoluzionaria: sostituire l'intero macchinario genetico (nucleo, ribosomi e relative strutture) con un piccolo robot automatizzato. Il suo computer memorizzerebbe l'intero codice genetico, che è di soltanto circa 800 megabyte, o circa 30 megabyte usando la compressione dati. Il sistema computerizzato che sostituisce il nucleo effettuerebbe le funzioni dei ribosomi assemblando amminoacidi secondo le informazioni genetiche memorizzate. Questi computer cellulari sarebbero tutti su un Local Area Network, o rete locale, in modo di poter rapidamente ottenere da Internet i programmi necessari al potenziamento genetico. Non sarebbe necessario che ogni computer che sostituisse ogni nucleo avesse una copia completa del codice genetico, dato che tali nanobot potrebbero condividere informazioni fra loro. Uno dei vantaggi principali di questo metodo è che i processi di replicazione indesiderati, per esempio le attività di virus o di cellule tumorali, potrebbero essere rapidamente interrotti.

Cellule intelligenti

Un approccio ibrido, che coinvolge sia biotecnologie che nanotecnologie contempla la trasformazione delle cellule biologiche in computer. Queste cellule ad "intelligenza aumentata" sarebbero in grado di rilevare e distruggere cellule cancerose e agenti patogeni, o persino di ricrescere parti anatomiche quali organi e membra. Il biochimico Ron Weiss, di Princeton, ha modificato delle cellule dotandole di una varietà di funzioni logiche utilizzate per operazioni computazionali di base.[47] Timothy Gardner dell'Università di Boston ha sviluppato un "logic switch" cellulare , un altro componente base per la trasformazione delle cellule in computer.[48] E gli scienziati del MIT Media Lab hanno inventato dei protocolli per la trasmissione di messaggi wireless a computer all'interno di cellule modificate, comprese sequenze di istruzioni complesse.[49] Fissando cristalli d'oro, formati da meno di 100 atomi, al DNA, sono riusciti ad utilizzarli come antenne e a selettivamente indurre dei filamenti di DNA appaiati a separarsi. Tale tecnica potrebbe un giorno essere usata per controllare l'espressione genetica con un semplice telecomando. Weiss precisa che "una volta ottenuta la capacità di programmare le cellule, non saremo più limitati a ciò che le cellule possono fare. Potremo programmarle per nuove attività, seguendo nuovi modelli."

La comprensione dei principi del funzionamento del cervello umano è un'altra area di ricerca in cui il progresso avanza a ritmo esponenziale. Gli strumenti disponibili per lo studio del cervello continuano a migliorare sia il loro rapporto prestazioni-prezzo, che la loro capacità di rilevare caratteristiche di piccole dimensioni ed eventi di breve durata. Questa nuova generazione emergente di strumenti sta fornendo, per la prima volta, i mezzi necessari al monitoraggio di connessioni interneuronali in tempo reale, in gruppi di decine di migliaia di neuroni. Abbiamo già dettagliati modelli e simulazioni di parecchie dozzine di regioni del cervello umano e siamo convinti che una stima conservatrice per il completamento dell'ingegnerizzazione a ritroso delle diverse centinaia di regioni del cervello, sia di circa vent'anni. Questo sviluppo fornirà le conoscenze base di come il cervello umano effettui il "pattern recognition" e le funzioni cognitive. Tali conoscenze, a loro volta, contribuiranno ad accelerare lo sviluppo di sistemi di intelligenza artificiale non-biologici, quali i nanobot. Grazie a questa intelligenza, i nanobot che scorreranno nelle nostre vene, organi e cervello, potranno superare virtualmente qualsiasi ostacolo al mantenimento della nostra salute. Infine, il nostro sistema logico biologico [il nostro cervello - NdT] sarà amalgamato con sistemi di intelligenza artificiale matura, espandendo enormemente le nostre capacità di pensare, di creare e di vivere.

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Note al capitolo 2 (sul sito FantasticVoyage.net)

Torna al capitolo 1 - Puoi vivere abbastanza a lungo da vivere per sempre

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Altro materiale di Ray Kurzweil su Estropico:

L'era delle macchine spirituali, di Ray Kurzweil

Capitolo 1. La tecnologia ha direttamente a che fare con l'accelerazione esponenziale dell'evoluzione. Anche se non è l'unico animale che utilizza utensili, gli Homo Sapiens si distinguono per aver creato la tecnologia. La tecnologia va oltre la semplice modellazione e uso di utensili. Essa implica una registrazione della creazione degli attrezzi e una progressione nella sofisticazione degli utensili. Essa necessita l'invenzione ed è di per sé una continuazione dell'evoluzione in altri termini. Il "codice genetico" del processo evolutivo della tecnologia è la registrazione conservata dalle specie che creano utensili. Proprio come il codice genetico delle prime forme di vita era la stessa composizione chimica degli organismi, così la registrazione scritta dei primi utensili consisteva negli utensili stessi.

Promesse e pericoli: i poli interconnessi della tecnologia del XXI secolo - Una risposta a Bill Joy di Ray Kurzweil

La tecnologia è sempre stata una lama a doppio taglio. Questo è particolarmente vero per la tecnologia moderna, basti considerare le biotecnologie. Abbiamo già ottenuto notevoli benefici come trattamenti più efficaci per l'AIDS, insulina, etc. Nei prossimi anni otterremo ulteriori enormi benefici, come la sconfitta del cancro e di molte altre malattie, nonchè l'estensione della longevità umana, tutti sviluppi positivi (anche se persino alcuni di questi sono controversi per alcuni). Allo stesso tempo è possibile creare, in un qualsiasi laboratorio con le adeguate attrezzature biotecnologiche, un agente patogeno che potrebbe essere più distruttivo di una testata nucleare.