¿Cuántos nanobots puedo tener en mi sangre?

En un mundo de cyborgs, parece bastante probable que muchas personas tengan una cierta cantidad de nanobots en la sangre, completando tareas como eliminar bloqueos, monitorear la salud y estimular el sistema inmunológico. Sin embargo, lo que me pregunto es cuántos pequeños robots puedes poner en tu torrente sanguíneo antes de que haya efectos adversos para la salud.

Suponga que los pequeños robots son lo suficientemente inteligentes como para permanecer en el torrente sanguíneo y no quedar atrapados en ningún lado. Cada uno tiene aproximadamente el tamaño de un glóbulo rojo (que en realidad puede no clasificarse como 'nano', pero está lo suficientemente cerca para mí), y para los fines de esta pregunta, supongamos que no tienen ninguna capacidad para transportar oxígeno o hacer cualquiera de las otras cosas que pueden hacer los glóbulos rojos. Me gustaría una respuesta en cantidad o volumen para un humano promedio, o proporción de glóbulos rojos a nanobots. También me gustaría saber cuáles son los principales problemas de salud derivados de tener demasiados.

La sangre es complicada. Las personas con recuentos de glóbulos rojos (RBC, por sus siglas en inglés) demasiado altos sufren una mayor incidencia de accidentes cerebrovasculares/coágulos de sangre. Las personas con glóbulos rojos demasiado bajos se desmayan o mueren. Cada nanobot desplaza alguna función esencial de la sangre (transporte de oxígeno/alimentos, sistema inmunitario, factores de coagulación, etc.). Lo que realmente sucede a medida que aumentas los nanobots es que comienzas a obstaculizar estas otras funciones sanguíneas. En otras palabras, habrá una gama de respuestas que son únicas para cada individuo. El rango comienza cuando los nanobots obstaculizan notablemente el rendimiento y termina con la muerte.
Por extensión: en el límite, ¿es posible reemplazar las células sanguíneas por nanobots que transportan oxígeno?
@xeon ¿Con qué fin? Demasiado oxígeno y te destrozan y mueres. ¿No es mejor poner una "batería de emergencia" en cada celda para evitar que muera (por un tiempo) en caso de falla del sistema vascular?
@jean Me refiero a reemplazar toda la sangre comprando varios nanobots. Algunos nanobots transportarán oxígeno, otros realizarán funciones de glóbulos blancos, etc.
Lea el artículo sobre los nanobots Respirocyte , que entra en detalles considerables.
No leas "Blood Music" de Greg Bear. Es brillante, pero no se puede dejar de leer.
¿Qué hace que alguien piense que la tecnología podría mejorar los glóbulos rojos? Son muy buenos en lo que hacen, son bastante flexibles, reciclables, son 100% biocompatibles, no requieren fuente de energía, etc. ¿Algunos animales tienen mejores glóbulos rojos que otros (lo que lleva a uno a creer que hay margen de mejora)? ?
Un episodio de The Outer Limits ofrece una perspectiva diferente: en.m.wikipedia.org/wiki/The_New_Breed_(The_Outer_Limits)

Respuestas (4)

Para simplificar, supongamos que estos son nanobots bien diseñados que no matan directamente a su huésped con coágulos de sangre o abriendo agujeros accidentalmente en los capilares. Así que supongamos que estos grandes científicos ya mataron a un montón de pequeñas criaturas de laboratorio del bosque y resolvieron esos pequeños problemas relativamente temprano. Asumiremos que estos nanobots son del tamaño de los glóbulos rojos (como mencionaste), se deforman de la misma manera, pueden atravesar los capilares y uno a la vez como los glóbulos rojos normales (o evitan situaciones como esa por sí mismos). , etc).

Entonces, comencemos con...

¡Reemplace (algunos) de los glóbulos rojos!

Dado que no queremos causar edema o presión arterial alta, descartaremos algunos glóbulos rojos y simplemente los reemplazaremos con nuestros nanobots. Resulta que en este método existe una condición conocida causada por la pérdida de demasiados glóbulos rojos: la anemia . El recuento normal de glóbulos rojos se observa entre 4,7 y 6,1 millones de células por microlitro para los hombres y entre 4,2 y 5,4 para las mujeres.

Ese es un rango de 1,4 millones de células por microlitro para los hombres, por lo que si logramos que alguien tenga un nivel de recuento de glóbulos rojos "alto pero normal" y reemplacemos sus células sanguíneas para que tengan un recuento de glóbulos rojos "bajo pero normal", eso da nosotros 1,4 millones de células por microlitro; con 5 litros de sangre en el cuerpo humano (5 millones de microlitros), eso nos da unos geniales 7 billones de nanobots para empezar.

Dadas estas cifras, normalmente habría 31,5 billones de glóbulos rojos en un cuerpo masculino humano que estaría en el lado "alto" de la cuenta, así que eso me suena bien. Así que nuestros nanobots existirían en una proporción de 4,5:1 con glóbulos rojos, o poco menos del 20 %.

Total actual: 7,000,000,000,000 nanobots (algunos pueden experimentar algunos efectos secundarios leves, pregúntele a su médico si los nanobots son adecuados para usted)

Reemplazar (algunos) de la sangre

Las personas dan un litro de sangre todo el tiempo, que es el 20% de su volumen total de sangre (más o menos). Entonces, ¿por qué no podemos simplemente tomar esa sangre y reemplazarla con nanobots?

Bueno, la sangre no es todo células, gran parte es agua. Entonces, simplemente llenar a alguien 1/5 de lo que probablemente sería como un polvo muy fino... eso probablemente arruinaría bastante la sangre. La sangre ya está repleta de células, por lo que no creo que podamos disolver tanto polvo en los 4 litros restantes sin afectar las propiedades clave del líquido.

Pero no teman, intrépidos científicos: ¡inflaremos a la gente con tantos bots como podamos!

Resulta que cuando se separa la sangre, solo alrededor del 40 % es una combinación de glóbulos blancos, plaquetas, glóbulos rojos, etc., y el 60 % es plasma . Entonces, ¿por qué no sacar un litro de sangre, filtrar todo el plasma para mezclarlo, agregar nuevamente una mezcla líquida de aproximadamente la viscosidad correcta como las células sanguíneas y bombearla nuevamente a nuestros sujetos de prueba asustados y dispuestos?

Bueno, como ya tenemos la cifra de glóbulos rojos y parece que los glóbulos blancos son insignificantes en comparación, vamos con ese número anterior de más de 6 millones de glóbulos rojos por microlitro de sangre.

Si filtramos un litro de sangre, ¡eso nos daría espacio para 6 billones de bots! ...espera, es casi la misma cifra que obtuvimos antes. ¿Lo que da? Oh, claro, ¡se espera que la donación de sangre cause anemia leve (a corto plazo)! Y estábamos pensando en tomar sujetos que ya tenían una gran cantidad de glóbulos rojos, así que de repente esto tiene sentido.

Así que todavía tenemos la misma cifra: 6-7 billones de nanobots (si le decimos que estamos dando sus glóbulos extra a niños enfermos, ¿eso hará que deje de gritar y se sienta mejor?) Todavía estamos en un 20 % o menos de la sangre en nanobots... ¡tenemos que ir más alto!

¡Reemplace TODA LA SANGRE!

Vamos, ¿qué tipo de científicos somos? Sabemos por nuestros cálculos que fácilmente podemos empujar alrededor de 37 billones de nanobots dentro de las personas al eliminar todos sus glóbulos rojos, entonces, ¿por qué no hacemos eso?

"Oh, ¿pero no morirán los sujetos?" ¿Qué eres, un comunista? Enfrentemos los hechos aquí: tenemos alta tecnología, nanobots que son tan pequeños como glóbulos rojos. ¿Por qué nuestros nanobots no pueden hacer el trabajo de los glóbulos rojos, pero hacerlo aún mejor? ¡Piense fuera de la caja, aquí! ¡100% nanobots!

¿Y por qué todos los nanobots deben ser iguales? Haremos de 4 a 5 billones de nanobots para que no hagan ningún trabajo relacionado con ser glóbulos rojos, para que puedan hacer lo que sea. Los otros 33-34 billones de nanobots harán todo lo que hace un glóbulo rojo, además probablemente hará otras cosas geniales. ¡No estamos golpeando rocas juntos aquí! A medida que descubramos cómo hacer que los nanobots hagan cosas incluso mejor que los glóbulos rojos (tal vez usando polvo lunar), podremos cambiar la proporción de nanobots a favor de actividades no relacionadas con las células sanguíneas... como láseres o algo así. .

¡Todos obtienen 37,000,000,000,000 nanobots! Les guste o no

Al principio, después de que hayamos aumentado nuestro número tan alto sin reconocer públicamente ninguna muerte, comenzamos a aumentar los recuentos para reemplazar todas las células sanguíneas con nanobots, y probablemente podamos comenzar a permitir sangre más espesa porque nuestros ThriveBots™ se ocupan de cualquier lado. -efectos de la presión arterial alta, por lo que diría que podemos comenzar a obtener nuestro recuento de más de 40 billones solo en la sangre, sin problemas (ninguno que permitamos que se informe, de todos modos). Tal vez incluso hasta 50 billones, pero será bastante difícil ir más allá.

Diga, las células de la piel son terriblemente escasas... ¡cuántas capas de piel necesita, en realidad, cuando podría tener unas pocas capas de EpiThrive™, la alternativa superior de la piel humana! ¡Garantizado que no le provocará ningún tipo de cáncer conocido actualmente por el hombre! ¡Tendremos algunos trillones más de ThriveBots™ en un abrir y cerrar de ojos!

Recuento final de nanobots

  • De 3 a 5 000 000 000 000 de nanobots para sujetos primitivos y aprensivos: efectos secundarios mínimos, los nanobots no pueden hacer el trabajo de los glóbulos rojos

  • 6-7,000,000,000,000 nanobots con efectos secundarios aún mínimos, pero causarán anemia en todos los sujetos, excepto en los que tienen un recuento alto de glóbulos rojos.

  • 37 000 000 000 000 nanobots, para aquellos que han trascendido su necesidad infantil de glóbulos rojos humanos (pueden causar un cambio en el tono de la piel, si no los vendemos con aditivos de plasma coloreado)

  • 40 billones y más, para verdaderos campeones que entienden que Maximum OverThrive Technology™ es el verdadero futuro de lo que sea que llamamos híbridos de tecnología humana hoy en día

Los efectos secundarios menores pueden incluir: mal humor e irritabilidad, sensación de cansancio, fatiga especialmente después del ejercicio, dolores de cabeza, problemas para pensar y concentrarse, deseo de comer helado, deseo de comer artículos no alimenticios (orgánicos e inorgánicos), colores azules en la blanco de los ojos, mareos, piel pálida, dificultad para respirar, soplo cardíaco, latido cardíaco rápido, presión arterial baja, deficiencias vitamínicas, visión doble, dolor inexplicable repentino y severo, el deseo de ser parte de algo más grande, un fortalecimiento dedicación a The Collective, muerte súbita instantánea, piernas (y brazos) inquietos, pérdida de memoria, alucinaciones vívidas, ataque cardíaco, accidente cerebrovascular, pérdida del control de los impulsos, disminución de la emoción o afecto plano, y una mayor conciencia de la vileza del animal común no mejorado. .

Tome nanobots solo como se indica, su kilometraje puede variar. Informe todos los síntomas o efectos secundarios inesperados a su representante personal de ThriveBot™ de inmediato, antes de incomodar a otros oa su médico con cosas que no son capaces de entender.

Puede encontrar una lectura de Old Man's War de Scalzi (y la serie relacionada) como una lectura interesante en el frente de "reemplazar toda la sangre". Hay algunas cosas que se pueden hacer con SmartBlood(tm) que son... bueno, puntos de trama.
De acuerdo con aquí " La tasa de formación de glóbulos varía según el individuo, pero una producción típica podría promediar 200,000,000,000 de glóbulos rojos por día " - Eso es solo los glóbulos rojos, pero tenga en cuenta que si estamos reemplazando toda la sangre, nosotros o tenemos que matar la sangre nueva a medida que se crea o evitar que nuestra médula ósea la cree en primer lugar. (Si es lo primero, todavía tendremos que comer lo suficiente para alimentar esa producción constante aunque la matemos)
No pude encontrar más información sobre cómo el cuerpo sabe cuántas células sanguíneas crear, aparte de " la cantidad está equilibrada con precisión ", pero tal vez otra persona sepa más que yo. Como científico de TM, solo recomendaría obtener en la versión beta de nuestro reemplazo ThriveBone tan pronto como sea posible.
@DoubleDouble En ese caso, necesitaríamos inducir anemia aplásica , que parece ser causada por varios medicamentos y virus, tan bien dentro del nivel tecnológico necesario para los nanobots. O los nanobots podrían secuestrar el proceso y usar de manera efectiva las vías para hacer más nanobots, lo que significaría que filtrar los bots sería temporal en el mejor de los casos, o producir anemia severa que sería difícil de tratar, por lo que las personas dependerían de los bots. Quizás sea mejor si los bots se producen externamente, para ventas :)
Cave Johnson, ¿eres tú?
"les guste o no" - ¡la resistencia es inútil! ¡Ey, Borg!
Esperemos que no haya fallas de seguridad en el Protocolo de control ThriveBot. Si no... bueno, uno se pregunta qué sucede cuando alguien con reemplazo total de sangre recibe una señal de comando que le dice a los 37 billones de nanobots que deben saltar y meterse en este frasco de aquí.
@anaximander o si son el agente de coagulación "todos, coagulen ahora "...
@Darthfett: Iba a preguntar si era Randall Monroe. Esto tiene una sensación muy de "¿Qué pasaría si...".
Wow, ¿primero Cave Johnson, luego Randall Monroe? ¡Sostén mi cerebro, sé mi corazón palpitante! :)
@Pharap ¡Solo espero que el polvo lunar no resulte ser tóxico!
Si no hubieras obtenido un +1 antes, "Maximum OverThrive" habría cerrado el trato.
@MichaelT ¿No es eso básicamente lo que hace el veneno de víbora y cobra: hacer que la sangre se coagule por todas partes en lugar de solo en el sitio de la herida?
@MartinCarney es una cosa que haya una hemotoxina que se propague e interrumpa la coagulación de la sangre. Otra cosa es que haya una señal de radio (u otra EM) que de repente diga "coágulo" en todo el cuerpo a la vez. No puedes tunicar eso. También está la parte a la que aludí en Old Man's War, como instruir a tu sangre para que explote cuando se te ordene (¡los mosquitos nunca saldrán vivos!), que puede usarse para algunas tácticas militares poco ortodoxas (morderte el labio, escupir, hacer que explote).
¿Por qué detenerse allí? REEMPLAZA TODO EL CUERPO!
Una ventaja de reemplazar los glóbulos rojos con nanobots es que podemos usar una sustancia química más inteligente para transportar el oxígeno. La hemoglobina se unirá a un átomo de oxígeno y lo llevará a las células, donde se liberará. También se unirá al monóxido de carbono (CO), pero el CO NO se libera: se adhiere a la molécula de hemoglobina para siempre. Eventualmente, toda la hemoglobina se elimina del cuerpo y se reemplaza con material fresco, pero hasta entonces está inhabilitada. (Esta es una de las razones por las que fumar es tan malo para usted). Los nanobots podrían usar una proteína diferente que solo se une a un O, no a un CO.
Desearía que todas las respuestas en este sitio pudieran ser tan divertidas y completas.

Ojalá hubiera mantenido mi dinámica de fluidos ahora. Una cantidad significativa podría comenzar a afectar la viscosidad de su sangre, lo que ejercería una presión adicional sobre su corazón, lo que haría que los beneficios a largo plazo fueran cuestionables.

Lea un poco sobre la viscoelasticidad de la sangre . Si sus nanobots no se deforman de manera similar a los glóbulos rojos, podría tener algunos efectos muy interesantes. Cuando digo interesante, llamo interesante a la gangrena, puede llegar a ser tan interesante como la muerte cerebral.

Células sanguíneas , lo más importante es que este artículo incluye un par de medidas. En este caso, 7 μm y 3 μm son sus valores críticos, siendo el primero el tamaño de un glóbulo rojo y el segundo el capilar más pequeño que tiene que atravesar. (Ignorando el hecho de que quien escribió ese sitio no puede insertar μ según sea necesario). Sugeriría que sus nanobots deberían poder imitar este comportamiento, teniendo la misma plasticidad que los glóbulos rojos. hará que los cálculos posteriores sean mucho más simples.

Lo que necesitamos saber a continuación es cuánto material puede manejar el sistema circulatorio y cuáles son las sanciones por exceder eso.

recuento de glóbulos rojos

  • hombre: de 4,7 a 6,1 millones de células por microlitro (células/mcL)
  • mujer: 4,2 a 5,4 millones de células/mcL

Esos son algunos números grandes y en gran medida sin sentido en términos reales. Lo que buscas es la diferencia entre ellos, alrededor del 20%. Ahora, si ese no es un cálculo más simple, no sé qué es.

El truco ahora es evitar que su cuerpo las trate como células muertas y simplemente las filtre.

También puede tener nanobots "almacenados" en un órgano y liberados cuando otros nanobots los detectan (nanobots especializados en cerrar heridas liberadas por otros nanobots que sienten presión).

Por supuesto, en un momento dado, no puede tener más del % activo dado, pero puede tener muchos más inactivos.

Gran pregunta.

La principal preocupación en la que estoy pensando es la siguiente: demasiados nanobots impedirán que la cantidad necesaria de glóbulos rojos fluya normalmente por las venas. Entonces, problemas de circulación sanguínea, problemas de suministro de oxígeno, problemas de distribución de calor... No quieres lidiar con eso, y tampoco quieres reducir la cantidad de glóbulos rojos en la sangre. Entonces, cada nanobot (o lo que sea) que agregue en el cuerpo se agregará a los glóbulos rojos que ya fluyen.

Aparentemente, el tamaño no será un problema ya que

Cada uno tiene aproximadamente el tamaño de un glóbulo rojo.

Entonces, en lo que desea concentrarse es solo en la proporción de bots en comparación con los glóbulos, para que los glóbulos rojos puedan seguir trabajando entre los nanobots. Pero como no desea reemplazar las células sanguíneas con nanobots, tenga en cuenta que cada bot que agregue a la sangre ocupará una habitación más en las venas.

No soy un científico loco, así que no tengo números precisos para darte, pero dudo que puedas poner más del 10% del total de glóbulos rojos en nanobots dentro de las venas.

Más del 10% probablemente causaría atascos de tráfico, por así decirlo.

Tomaré nota de la respuesta de @user16295 sobre la deformación de las células sanguíneas: " Si sus nanobots no se deforman de manera similar a los glóbulos rojos, podrían tener algunos efectos muy interesantes ".
Vaya. Esta respuesta no estaba allí cuando escribí la mía. Totalmente no estaba al tanto de eso.
Yo tampoco lo sabía, ¡pero parecía bastante importante! :)
Los glóbulos rojos son solo una pequeña parte de tu sangre, de verdad. Su estimación es probablemente un límite inferior seguro (a menos que los nanobots tengan otras propiedades perjudiciales, por ejemplo, los problemas de deformación señalados en otra respuesta), pero un límite superior razonable podría ser mucho más que el recuento de glóbulos rojos.