¿Es lógica o científicamente posible enviar energía artificialmente al cuerpo?

¿Es posible usar una máquina similar a una planta de energía para crear pequeñas cantidades de energía eléctrica (u otra) directamente dentro del cuerpo humano, haciendo que el ser humano tenga energía para la actividad sin necesidad de comer? Algo así como darle directamente a la persona calor o electricidad para la energía humana o algo así como la fotosíntesis usando paneles solares y demás.

Probablemente implicaría bombear glucosa/carbohidratos al cuerpo, ya que las células no pueden usar energía térmica directamente en lugar de atp u otras moléculas transportadoras de energía creadas con la descomposición de la glucosa.
Sería más o menos hacer comida. Un poco como lo hace ahora el ciclo del sol a la cadena alimenticia.
Esto es lo que haces cuando comes.
¿Te refieres a que un entrenador deportivo da una charla de ánimo a un equipo para animarlos?
Si bañas a alguien con suficientes rayos gamma, le estás enviando energía y ya no necesitará comer.
más como lo que @EjSizemore describe, pero en mi mente algo así como darle directamente a la persona calor o electricidad para que la energía humana haga actividad o algo como la fotosíntesis usando un panel solar y tal
El cuerpo humano no puede usar solo electricidad o calor, se necesita energía de atp y nadph para permitir que los músculos tengan energía para moverse. De lo contrario, simplemente dejarían de funcionar cuando se agotara la glucosa existente.
Otro punto es que la respiración eliminaría lentamente el carbono y el agua del cuerpo, por lo que aún necesitaría proporcionarlos de alguna manera.
Vile Niemi hace un buen comentario sobre reciclar los materiales en glucosa usando implantes y electricidad/calor para hacerlo funcionar.
Bienvenido a Worldbuilding.SE Li Jun. Es una pregunta interesante, aunque no estoy seguro de que sea lo suficientemente clara. Edité la pregunta para incluir su comentario y tratar de hacerlo más claro (y gramaticalmente correcto). Si me equivoqué, continúe y vuelva a editar. Tampoco estoy seguro de que mi respuesta realmente llegue a lo que querías, pero fue lo mejor que pude hacer con la ciencia disponible.
@Cyn gracias, está bien, no me importa, mi gramática no es buena de todos modos. aunque no estoy seguro acerca de la etiqueta de comida, pero creo que lo dejo ya que está bien de todos modos.
Usé la etiqueta de alimentos porque tiene el sinónimo de nutrición. Lo que está pidiendo es un sistema para reemplazar la ingesta de alimentos/nutricionales a través de la alimentación. Más complejo que eso, pero ese es el núcleo, ¿sí?
@Cyn sí, supongo que sí.
@LiJun ¿Esta pregunta está restringida a la tecnología que podría diseñarse hoy, o solo a lo que es teóricamente posible? No hay razón para que una máquina pequeña no pueda sintetizar cada vitamina, mineral e hidrocarburo que necesita nuestro cuerpo e inyectarlo en nuestro torrente sanguíneo, pero la tecnología moderna no puede hacer eso.
@forest es teórico, pero también quiero saber sobre la tecnología o la solución actual, así que de todos modos no hay restricciones.

Respuestas (7)

Si y no.

Puede invertir el ciclo de la glucosa usando una máquina que realiza electrosíntesis, convirtiendo el dióxido de carbono y el agua nuevamente en glucosa. Luego envías energía a la máquina y Bob es tu tío.

Pero no es suficiente: los seres humanos no comen solo para reponer la energía gastada, también requieren sustancias básicas para realizar el mantenimiento de sus organismos, y hay varios procesos químicos más que no se pueden invertir en los pulmones. Incluso si lograra aprovechar el intestino inferior y recuperar la materia básica de allí, se perderían muchos compuestos volátiles, comenzando con el vapor de agua (más el desgaste normal de la piel, el cabello, las uñas, etc.). Para recuperar eso, necesitaría un "destiltraje" de Fremen (en realidad, incluso más que eso. Con algún tipo de gel móvil o recirculante en el interior, que podría recuperar la piel y el cabello mudados para reciclarlos).

Sin embargo, con las necesidades básicas de energía cubiertas por una máquina de electrosíntesis "simple" , podría prescindir de alimentos y tal vez incluso de agua durante períodos considerables.

Podrías imaginar un pequeño contenedor con algunas algas modificadas genéticamente con tasas de crecimiento locas, iluminadas por LED sintonizados en el interior (y tal vez alimentadas con aguanieve bombeada desde el intestino inferior). No existen organismos vegetales naturales que puedan seguir el ritmo del metabolismo de un ser humano, pero si los hubiera, tal "micro-invernadero" interno podría funcionar. Una parte de las algas se recolectaría cada pocas horas y simplemente se vertería en el estómago, resolviendo muchos de los problemas planteados por Adrian Hall (mantener el microbioma intestinal, ejercitar el estómago y las vísceras, evitar interferir con los niveles glucémicos).

(Ahora estaría el problema de enfriar el dispositivo: la fotosíntesis no es energéticamente eficiente, y gran parte de la energía entrante, una vez convertida en luz, se convertiría en calor residual. Tener un pequeño horno dentro de los pulmones podría envejecer. Muy rápido).

El uso de algas para realizar la fotosíntesis parece una forma innecesariamente ineficiente de hacerlo. Seguramente con la tecnología requerida para este escenario, podemos hacerlo mejor y reproducir sintéticamente el ciclo sin los organismos extraños.
Además: si bien el cuerpo requiere micronutrientes, la mayoría no contiene elementos ya presentes en el cuerpo y, por lo tanto, también podrían, en principio, sintetizarse. Como, de hecho, lo son en muchos microorganismos. Esto debería ser capaz de reducir sustancialmente la necesidad de aporte externo de estos micronutrientes.

Es muy posible mantener a un ser humano (incluso uno físicamente activo) sin que tenga que comer nada.

Las sondas de gastrostomía van desde el exterior del cuerpo directamente al estómago. Pero lo que pones allí es básicamente idéntico a la comida (con algunas restricciones). Alguien puede obtener todas sus necesidades de nutrición y líquidos de esta manera. Solo necesitarían un poco de agua para humedecer la boca y la garganta, pero eso es opcional.

Las vías centrales , también conocidas como catéteres venosos centrales, son vías intravenosas que se colocan en una vena grande para que puedan administrar una gran cantidad de material. Pueden proporcionar nutrición parenteral total .

La nutrición parenteral (NP) es la alimentación de productos nutricionales especializados a una persona por vía intravenosa, sin pasar por el proceso habitual de alimentación y digestión... La persona recibe fórmulas nutricionales altamente complejas que contienen nutrientes como glucosa, sales, aminoácidos, lípidos y agregados. vitaminas y minerales dietéticos. Se denomina nutrición parenteral total (TPN) o mezcla de nutrientes totales (TNA) cuando no se obtiene una nutrición significativa por otras vías, y nutrición parenteral parcial (PPN) cuando la nutrición también es parcialmente entérica. Puede llamarse nutrición parenteral periférica (PPN) cuando se administra a través de una vena en una extremidad en lugar de a través de una vena central como nutrición venosa central (CVN).

Un amigo mío vivió durante años con una línea central. Bebió un poco de agua y comió pequeñas cantidades para mantener su intestino en funcionamiento (estaba severamente dañado), pero por lo demás, obtuvo el 100 % de su aporte energético y nutricional de la vía central. Era muy activa y podía navegar o hacer caminatas. El puerto de la línea se desconecta fácilmente, por lo que no estaba atada a él. Mientras se conectara durante unas horas de día y de noche, estaba bien.

Si está preguntando si un humano podría sobrevivir con algún tipo de energía eléctrica, bueno, no. La energía para los humanos (y la mayoría de los animales) proviene de las calorías .

La Caloría (caloría grande o kilocaloría - símbolos: Cal, kcal), también conocida como caloría de alimentos, se define como la energía térmica involucrada en calentar un kilogramo de agua en un grado Celsius.

Aunque las calorías son energía térmica, entregar calor a las personas no hace lo mismo. Si lo hiciera, nadie moriría de hambre en los países tropicales. Nuestros cuerpos funcionan como transformadores, la interfaz entre los materiales del mundo exterior y la producción de energía dentro de nuestros cuerpos. No hay sustituto.

Entonces, sí, puedes crear sistemas donde los humanos no tengan que comer. Lo que significa que no tienen que tomar nada por boca o incluso a través de sus estómagos y tractos digestivos. Pero no puede pasar por alto los sistemas del cuerpo para descomponer calorías y nutrientes.

Probablemente debería ampliar la pregunta para dejar en claro lo que realmente necesita, pero...

Reciclaje con implantes

Su cuerpo convierte los azúcares y el oxígeno en energía y dióxido de carbono (más algo de agua). Puede implantar una máquina que tome agua y dióxido de carbono del torrente sanguíneo y los convierta en azúcares usando energía suministrada por una fuente externa. Esto reduciría la necesidad de comer y respirar siempre que se suministre energía.

Lo anterior es para el metabolismo aeróbico, puede hacer una variante para el metabolismo anaeróbico, pero probablemente sea una mala idea a menos que sus implantes sean nanomáquinas dentro de cada célula y puedan impulsar el metabolismo celular directamente.

A todos los efectos prácticos, no.

Hay muchas respuestas sobre cómo sucedería esto en teoría. Solo pensé que podría agregar algunas preocupaciones de ingeniería:

Las señales de "hambre" y "lleno" son enviadas por el estómago en respuesta al volumen de alimentos, no a la presencia de energía.

Entonces te sentirías hambriento, y tu cuerpo actuaría como si estuviera hambriento, convirtiendo la masa corporal en grasa y aumentando tu apetito. Ganarías mucho peso y sufrirías problemas de salud crónicos. Estarías constantemente fatigado mientras tu cuerpo intentaba conservar energía. El ácido de su estómago también puede quemar agujeros en el revestimiento, causando úlceras; debe diluirse con los alimentos.

Esto podría resolverse con inyecciones de hormonas para estimular la saciedad e inhibidores de la bomba de protones o amortiguadores de pH para calmar el tracto digestivo vacío. Aun así, el cóctel sería diferente para cada persona, probablemente cambiaría por día y, en última instancia, requeriría nutrir químicamente a la persona, a pesar de las demandas de su pregunta.

La falta de nutrientes es obvia, como ya se ha abordado en muchas respuestas.

Hay productos químicos que se descomponen por completo o se alteran más allá de cualquier medio simple de reconstrucción (piense en la urea...); estos tendrían que ser reemplazados.

Pierdes toneladas de agua. No hay forma de evitar eso. Supongo que podrías tener una máquina que extraiga agua del aire eléctricamente.

Además, cuando te cansas, no es solo porque tu nivel de azúcar en la sangre baja: tienes un montón de procesos que no entendemos completamente que contribuyen a que te sientas exhausto.

Por lo tanto, una solución centrada en la inyección de glucosa aumentaría la energía a corto plazo, pero no lo haría sentir con energía, ni siquiera evitaría que se sintiera agotado.

Parte de esto proviene del hecho de que lo que queremos decir con su "nivel de energía" como persona está vagamente relacionado con la energía real en el sentido de la física. La cafeína te hace sentir despierto, puedes sentir sueño después del postre, los músculos pueden estar adoloridos y cansados ​​debido a desgarros microscópicos en las proteínas o la acumulación de ácido láctico, las personas sienten que su energía social depende de la frecuencia con la que hablan con la gente.

Otra parte viene del hecho de que almacenamos energía en muchos lugares diferentes: glucógeno, grasa, ATP, azúcares simples, concentraciones de electrolitos... Si subes el azúcar en la sangre directamente, tienes los problemas que ven las personas con diabetes tipo 1: mal humor y pasando mucha agua entre otros. No se puede provocar un cambio artificial en el almacenamiento de energía a largo plazo sin implantar grasa o algo así. Este es un problema porque el cuerpo es muy particular en cuanto a su composición y la cantidad de energía en diferentes lugares. Si su equilibrio está fuera de lo que quiere su cuerpo, tendrá efectos secundarios.

Hay problemas a largo plazo con el cambio artificial de la cantidad de energía en el cuerpo.

El cuerpo mantiene la homeostasis a través de sistemas de retroalimentación negativa. Cuando sube el nivel de azúcar en la sangre, su cuerpo envía una señal para bajarlo. Las células responden tomando azúcar de la sangre. La máquina pone más azúcar. En algún momento, las células dejan de responder a la señal biológica y tienes diabetes tipo 2.

Si convierte la grasa en azúcar muy rápidamente, el cuerpo entra en pánico y convierte gran cantidad de azúcar en grasa durante semanas. Este tipo de cosas alteran el equilibrio hormonal y causan problemas no relacionados con el metabolismo.

También tienes un microbioma intestinal de bacterias que te ayudan a digerir las cosas. Sin la entrada de alimentos en sus intestinos, estos tipos morirán. El problema es que hacen mucho más que digerir. Muchos de ellos ayudan a producir sustancias químicas que no puede fabricar usted mismo, y hay pruebas que demuestran que se comunican químicamente con el cerebro. Si todos mueren, sufrirás los efectos de su ausencia.

Así que sí, buena suerte haciendo que esto funcione. Sin embargo, una pregunta interesante.

Eliminar la necesidad de comer es realmente difícil con cualquier tipo de ciencia real (más o menos). Básicamente te gusta la teletransportación, los superpoderes y/o la magia.

Ahora la carga inalámbrica existe, se puede hacer razonablemente pequeña y presumiblemente funcionaría para la transmisión de energía. Entonces, en teoría, los implantes cyborg o simplemente los robots podrían (re)cargarse.

Si extendemos eso a "cerebro en un cuerpo de robot", entonces estamos bastante cerca.

https://en.wikipedia.org/wiki/Inductivo_carga
https://en.wikipedia.org/wiki/Conductivo_carga_inalámbrica

Si comienza a volverse cibernético, es posible que necesite una forma de energía eléctrica. Como otros dijeron anteriormente, no sería posible alimentar directamente los órganos biológicos a través de la electricidad convencional, tendrías que crear un paso artificial para permitirlo.

Ahora bien, si comienza a reemplazar órganos del cuerpo con máquinas simples, como una bomba eléctrica para el corazón o servos en prótesis de extremidades, es posible que necesiten energía eléctrica, ya que sería difícil alimentarlos por medios biológicos. (Sé que algunos marcapasos ya usan algún tipo de fuerza corporal).

Sin duda, podría reducir drásticamente la cantidad de alimentos que la gente necesitaría consumir. Tendría que estar lleno de nutrientes y no muy denso en energía.

Si estuviera tratando de reducir la dependencia de las personas de los cultivos alimentarios, por ejemplo, o permitir que las personas pasen semanas sin alimentos (¿actividades militares?), Podría implantar una red de nanobots que podrían hacer el metabolismo de la glucosa a la inversa, y podría alimentar eso de forma inalámbrica. .