Wie viele Nanobots darf ich im Blut haben?

In einer Welt der Cyborgs scheint es ziemlich wahrscheinlich, dass viele Menschen eine gewisse Anzahl von Nanobots im Blut haben werden, die Aufgaben wie das Entfernen von Blockaden, die Überwachung der Gesundheit und die Stärkung des Immunsystems erledigen. Was ich mich jedoch frage, ist, wie viele kleine Roboter Sie in Ihren Blutkreislauf stecken können, bevor es nachteilige Auswirkungen auf die Gesundheit gibt.

Angenommen, die kleinen Bots sind schlau genug, um im Blutkreislauf zu bleiben und nirgendwo stecken zu bleiben. Jeder hat ungefähr die Größe eines roten Blutkörperchens (was vielleicht nicht wirklich als "Nano" klassifiziert wird, aber für mich nah genug ist), und für die Zwecke dieser Frage nehmen wir an, dass sie nicht in der Lage sind, Sauerstoff zu transportieren oder zu tun alle anderen Dinge, die rote Blutkörperchen tun können. Ich hätte gerne eine Antwort entweder in Menge oder Volumen für einen durchschnittlichen Menschen oder im Verhältnis von roten Blutkörperchen zu Nanobots. Ich würde auch gerne die wichtigsten gesundheitlichen Bedenken kennen, die durch zu viele entstehen würden.

Blut ist kompliziert. Menschen mit zu hohen roten Blutkörperchen (RBC) leiden häufiger unter Schlaganfällen/Blutgerinnseln. Menschen mit zu niedrigen RBC werden ohnmächtig oder sterben. Jeder Nanobot verdrängt eine wesentliche Funktion des Blutes (Sauerstoff-/Nahrungstransport, Immunsystem, Gerinnungsfaktoren etc.). Was wirklich passiert, wenn Sie Nanobots vermehren, ist, dass Sie anfangen, diese anderen Blutfunktionen zu behindern. Mit anderen Worten, es wird eine Reihe von Antworten geben, die für jeden Einzelnen einzigartig sind. Die Bandbreite beginnt, wenn Nanobots die Leistung spürbar beeinträchtigen, und endet mit dem Tod.
Als Erweiterung: Ist es im Grenzfall möglich, Blutzellen durch sauerstofftragende Nanobots zu ersetzen?
@xeon Zu welchem ​​Zweck? Zu viel Sauerstoff und du wirst verwüstet und stirbst. Ist es nicht besser, in jede Zelle eine "Notbatterie" zu stecken, um zu verhindern, dass sie bei einem Ausfall des Gefäßsystems (für eine Weile) stirbt?
@jean Ich meinte, alles Blut zu ersetzen, verschiedene Nanobots zu kaufen. Einige Nanobots transportieren Sauerstoff, andere führen Funktionen der weißen Blutkörperchen aus und so weiter.
Lesen Sie den Artikel über Respirozyten-Nanobots , der sehr ins Detail geht.
Lies nicht "Blood Music" von Greg Bear. Es ist brillant, aber es kann nicht ungelesen bleiben.
Was lässt jemanden denken, dass die Technologie RBCs verbessern könnte? Sie sind verdammt gut in dem, was sie tun, sind ziemlich flexibel, recycelbar, zu 100 % biokompatibel, benötigen keine Stromquelle usw. Haben einige Tiere bessere Erythrozyten als andere (was zu der Annahme führt, dass es Raum für Verbesserungen gibt)? ?
Eine Episode von The Outer Limits bietet eine andere Perspektive: en.m.wikipedia.org/wiki/The_New_Breed_(The_Outer_Limits)

Antworten (4)

Lassen Sie uns der Einfachheit halber so tun, als wären dies gut konstruierte Nanobots, die ihren Wirt nicht direkt durch Blutgerinnsel töten oder versehentlich Löcher in Kapillaren reißen. Stellen wir uns also vor, diese großartigen Wissenschaftler hätten bereits einen Haufen kleiner Waldbewohner getötet und diese kleinen Probleme relativ früh gelöst. Wir gehen davon aus, dass diese Nanobots die Größe roter Blutkörperchen haben (wie Sie erwähnt haben), sich auf die gleiche Weise verformen, sich durch Kapillaren und solche nacheinander quetschen können, genau wie normale rote Blutkörperchen (oder sie vermeiden solche Situationen von selbst , etc).

Fangen wir also an...

Ersetzen Sie (einige) der roten Blutkörperchen!

Da wir keine Ödeme oder Bluthochdruck verursachen wollen, werden wir einige rote Blutkörperchen heraussieben und diese einfach durch unsere Nanobots ersetzen. Es stellt sich heraus, dass es bei dieser Methode einen bekannten Zustand gibt, der durch den Verlust zu vieler roter Blutkörperchen verursacht wird: Anämie . Die normale Anzahl roter Blutkörperchen wird bei Männern mit 4,7 bis 6,1 Millionen Zellen pro Mikroliter und bei Frauen mit ähnlichen 4,2 bis 5,4 angegeben.

Das ist ein Bereich von 1,4 Millionen Zellen pro Mikroliter für Männer. Wenn wir also jemanden auf die „hohe, aber normale“ Erythrozytenzahl bringen und seine Blutkörperchen ersetzen, so dass sie auf die „niedrige, aber normale“ Erythrozytenzahl herunterfallen, ergibt das uns 1,4 Millionen Zellen pro Mikroliter; mit 5 Litern Blut im menschlichen Körper (5 Millionen Mikroliter) gibt uns das für den Anfang coole 7 Billionen Nanobots.

Angesichts dieser Zahlen gibt es normalerweise 31,5 Billionen rote Blutkörperchen in einem menschlichen männlichen Körper, der auf der „hohen“ Seite der Zählung liegt, also klingt das für mich gut. Unsere Nanobots würden also in einem Verhältnis von etwa 4,5:1 mit roten Blutkörperchen existieren, oder knapp unter 20 %.

Derzeitige Gesamtzahl: 7.000.000.000.000 Nanobots (bei einigen können leichte Nebenwirkungen auftreten, fragen Sie Ihren Arzt, ob Nanobots das Richtige für Sie sind)

Ersetzen Sie (einige) des Blutes

Menschen geben ständig einen Liter Blut ab, was 20 % ihres gesamten Blutvolumens entspricht (Geben oder Nehmen). Warum können wir also nicht einfach dieses Blut nehmen und alles durch Nanobots ersetzen?

Nun, Blut besteht nicht nur aus Zellen – viel davon ist Wasser. Jemanden einfach zu 1/5 mit etwas zu füllen, was wahrscheinlich wie ein wirklich feines Pulver wäre ... das würde wahrscheinlich das Blut ziemlich verderben. Blut ist bereits ziemlich dicht mit Zellen gefüllt, daher glaube ich nicht, dass wir so viel Pulver in den verbleibenden 4 Litern auflösen können, ohne die Schlüsseleigenschaften der Flüssigkeit zu beeinträchtigen.

Aber keine Angst, unerschrockene Wissenschaftler – wir pumpen die Leute mit so vielen Bots wie wir können!

Es stellt sich heraus, dass, wenn Sie Blut trennen, nur etwa 40 % davon eine Kombination aus weißen Blutkörperchen, Blutplättchen, roten Blutkörperchen usw. sind – wobei 60 % Plasma sind . Warum also nicht einen Liter Blut entnehmen, das gesamte Plasma zum Mischen herausfiltern, eine flüssige Mischung mit ungefähr der richtigen Viskosität wie die Blutzellen wieder hinzufügen und diese zurück in unsere verängstigten willigen Testpersonen pumpen?

Nun, da wir bereits die Zahl für rote Blutkörperchen haben und es scheint, dass weiße Blutkörperchen im Vergleich mickrig sind, lassen Sie uns mit der vorherigen Zahl von bis zu 6 Millionen roten Blutkörperchen pro Mikroliter Blut fortfahren.

Wenn wir einen Liter Blut herausfiltern, hätten wir Platz für 6 Billionen Bots! ... warte, das ist fast die gleiche Zahl, die wir vorhin bekommen haben. Was gibt? Oh, richtig - Blutspenden wird voraussichtlich eine leichte (kurzfristige) Anämie verursachen! Und wir haben uns überlegt, Probanden zu nehmen, die bereits eine hohe Menge an roten Blutkörperchen haben, also macht das plötzlich Sinn.

Wir haben also immer noch die gleiche Zahl: 6-7 Billionen Nanobots (wenn wir Ihnen sagen, dass wir Ihre zusätzlichen Blutkörperchen kranken Kindern geben, werden Sie dann aufhören zu schreien und sich besser fühlen?) Wir sind immer noch bei 20 % oder weniger des Blutes in Nanobots ... wir müssen höher gehen!

Ersetze ALLES BLUT!

Komm schon, was sind wir eigentlich für Wissenschaftler? Wir wissen aus unseren Berechnungen, dass wir leicht rund 37 Billionen Nanobots in Menschen einschleusen können, indem wir ihnen alle roten Blutkörperchen entfernen, also warum tun wir das nicht einfach?

"Oh, aber werden die Untertanen nicht sterben?" Was bist du, ein Kommunist? Lassen Sie uns hier den Tatsachen ins Auge sehen – wir haben Hochtechnologie, Nanobots, die so klein wie rote Blutkörperchen sind. Warum können unsere Nanobots nicht die Arbeit der roten Blutkörperchen erledigen, aber die Arbeit sogar noch besser? Denken Sie hier über den Tellerrand hinaus! 100 % Nanobots!

Und warum müssen alle Nanobots gleich sein? Wir werden 4-5 Billionen Nanobots herstellen, die keine Arbeit im Zusammenhang mit roten Blutkörperchen machen, also können sie alles tun. Die anderen 33-34 Billionen Nanobots werden alles tun, was ein rotes Blutkörperchen tut, plus sie werden wahrscheinlich noch andere coole Sachen machen. Wir schlagen hier nicht auf Steine! Wenn wir herausfinden, wie wir Nanobots noch besser machen können als rote Blutkörperchen (vielleicht mit Mondstaub), werden wir in der Lage sein, den Anteil von Nanobots zugunsten von Aktivitäten ohne Blutkörperchen zu verschieben ... wie Laser oder so etwas .

Jeder bekommt 37.000.000.000.000 Nanobots! ob es ihnen gefällt oder nicht

Schon früh, nachdem wir unsere Zahl so hoch gearbeitet haben, ohne dass Todesfälle öffentlich bekannt wurden, fangen wir an, die Anzahl zu erhöhen, um alle Blutzellen durch Nanobots zu ersetzen, und wir können wahrscheinlich damit beginnen, dickeres Blut zuzulassen, weil unsere ThriveBots™ mit jeder Seite fertig werden -Auswirkungen von Bluthochdruck, also würde ich sagen, dass wir anfangen können, unsere Zahl allein im Blut auf über 40 Billionen zu erhöhen, keine Probleme (wir erlauben sowieso keine, gemeldet zu werden). Vielleicht sogar bis zu 50 Billionen, aber es wird ziemlich schwierig, darüber hinauszugehen.

Sagen Sie, Hautzellen sind schrecklich spärlich ... wie viele Hautschichten brauchen Sie wirklich, wenn Sie ein paar Schichten EpiThrive™ haben könnten - die überlegene Alternative für menschliche Haut! Garantiert, dass Sie keinen Krebs bekommen, der derzeit dem Menschen bekannt ist! Wir werden in kürzester Zeit ein paar weitere Billionen ThriveBots™ in Sie packen!

Endgültige Nanobot-Zählung

  • 3-5.000.000.000.000 Nanobots für frühe, zimperliche Probanden – minimale Nebenwirkungen, Nanobots können keine Arbeit mit roten Blutkörperchen leisten

  • 6-7.000.000.000.000 Nanobots mit immer noch minimalen Nebenwirkungen, die aber bei allen außer Personen mit hohem roten Blutbild Anämie verursachen

  • 37.000.000.000.000 Nanobots für diejenigen, die ihren kindlichen Bedarf an menschlichen roten Blutkörperchen überschritten haben (können eine Veränderung des Hauttons verursachen, wenn wir sie nicht an farbige Plasmazusätze weiterverkaufen)

  • 40 Billionen und mehr für echte Champions, die verstehen, dass Maximum OverThrive Technology™ die wahre Zukunft dessen ist, was wir heute Mensch-Technologie-Hybride nennen

Geringfügige Nebenwirkungen können sein: Mürrisch und Reizbarkeit, Müdigkeitsgefühl, Erschöpfung insbesondere nach körperlicher Anstrengung, Kopfschmerzen, Denk- und Konzentrationsstörungen, Verlangen nach Eiscreme, Verlangen nach Non-Food-Artikeln (organisch und anorganisch), Blaufärbung der Haut Weiße Augen, Benommenheit, blasse Haut, Kurzatmigkeit, Herzgeräusche, schneller Herzschlag, niedriger Blutdruck, Vitaminmangel, Doppeltsehen, plötzliche und starke unerklärliche Schmerzen, der Wunsch, Teil von etwas Größerem zu sein, eine Stärkung Hingabe an das Kollektiv, plötzlicher sofortiger Tod, unruhige Beine (und Arme), Gedächtnisverlust, lebhafte Halluzinationen, Herzinfarkt, Schlaganfall, Verlust der Impulskontrolle, verminderte Emotionen oder flache Affekte und ein gesteigertes Bewusstsein für die Gemeinheit des gewöhnlichen, nicht verbesserten Tieres .

Nehmen Sie Nanobots nur nach Anweisung, Ihre Laufleistung kann variieren. Bitte melden Sie alle unerwarteten Symptome oder Nebenwirkungen sofort Ihrem persönlichen ThriveBot™-Vertreter, bevor Sie andere oder Ihren Arzt mit Dingen belästigen, die sie nicht verstehen können.

Vielleicht finden Sie eine Lektüre von Old Man's War von Scalzi (und der verwandten Serie) als interessante Lektüre an der "Ersetze das ganze Blut"-Front. Es gibt einige Dinge, für die SmartBlood(tm) gemacht werden kann, die ... nun, Handlungspunkte sind.
Laut hierDie Rate der Blutkörperchenbildung variiert je nach Individuum, aber eine typische Produktion kann durchschnittlich 200.000.000.000 rote Blutkörperchen pro Tag betragen “ – Das sind nur die roten Blutkörperchen, aber denken Sie daran, wenn wir das gesamte Blut ersetzen, wir Entweder müssen wir das neue Blut töten, wenn es entsteht, oder unser Knochenmark daran hindern, es überhaupt zu bilden. (Im ersten Fall müssen wir immer noch genug essen, um diese konstante Produktion anzutreiben, auch wenn wir sie töten.)
Ich konnte keine weiteren Informationen darüber finden, woher der Körper weiß, wie viele Blutkörperchen er bilden muss, außer „ die Menge ist genau ausgewogen “ – aber vielleicht weiß eine andere Person mehr als ich. Als TM-Wissenschaftler würde ich nur empfehlen, sich zu besorgen so schnell wie möglich in die Beta für unseren ThriveBone-Ersatz.
@DoubleDouble In diesem Fall müssten wir eine aplastische Anämie induzieren , von der bekannt ist, dass sie durch verschiedene Medikamente und Viren verursacht wird, so gut innerhalb des für Nanobots erforderlichen Technologieniveaus. Oder Nanobots könnten den Prozess entführen und die Wege effektiv nutzen, um mehr Nanobots herzustellen, was bedeuten würde, dass das Herausfiltern der Bots bestenfalls vorübergehend wäre – oder eine schwere Anämie hervorrufen würde, die schwer zu behandeln wäre, sodass die Menschen von den Bots abhängig wären. Vielleicht besser, wenn Bots extern produziert werden, für den Verkauf :)
Cave Johnson, bist du das?
"Ob es ihnen gefällt oder nicht" - Widerstand ist zwecklos! Ja Borg!
Hoffen wir nur, dass es keine Sicherheitslücken im ThriveBot Control Protocol gibt. Wenn nicht ... nun, man fragt sich, was passiert, wenn jemand mit vollständigem Blutersatz von einem Befehlssignal getroffen wird, das allen 37 Billionen Nanobots sagt, dass sie herausspringen und in diese Flasche hier drüben klettern sollen.
@Anaximander oder wenn sie das Gerinnungsmittel sind "alle, jetzt gerinnen " ...
@ Darthfett: Ich wollte fragen, ob es Randall Monroe war. Das hat ein sehr "Was wäre wenn..."-Gefühl.
Wow, zuerst Cave Johnson, dann Randall Monroe? Halte mein Gehirn, sei still mein schlagendes Herz! :)
@Pharap Ich hoffe nur, dass sich Mondstaub nicht als giftig herausstellt!
Wenn Sie davor keine +1 bekommen hätten, hätte „Maximum OverThrive“ den Deal besiegelt.
@MichaelT Ist das nicht im Grunde das, was Vipern- und Kobragift bewirkt - dass Blut überall gerinnt, anstatt nur an der Wundstelle?
@MartinCarney Es ist eine Sache, dass es ein Hämotoxin gibt, das sich ausbreitet und die Blutgerinnung stört. Es ist eine andere Sache, wenn ein Funksignal (oder ein anderes EM-Signal) plötzlich „Gerinnsel“ über den ganzen Körper auf einmal sagt. Das kannst du nicht tunikieren. Es gibt auch den Teil, auf den ich in Old Man's War angespielt habe, wie das Anweisen Ihres Blutes, auf Befehl zu explodieren (Moskitos werden niemals lebend davonkommen!), Das für einige unorthodoxe militärische Taktiken verwendet werden kann (auf die Lippe beißen, spucken, zum Bums bringen).
Warum dort aufhören? ERSETZEN SIE DEN GANZEN KÖRPER!
Ein Vorteil des Ersatzes der roten Blutkörperchen durch Nanobots besteht darin, dass wir eine intelligentere Chemikalie verwenden können, um den Sauerstoff zu transportieren. Hämoglobin bindet an ein Sauerstoffatom und transportiert es zu den Zellen, wo es freigesetzt wird. Es bindet auch an Kohlenmonoxid (CO), aber das CO wird NICHT freigesetzt: Es haftet für immer am Hämoglobinmolekül. Schließlich wird das gesamte Hämoglobin aus dem Körper geschissen und durch frische Brühe ersetzt, aber bis dahin ist es deaktiviert. (Das ist einer der Gründe, warum Rauchen so schlecht für Sie ist). Die Nanobots könnten ein anderes Protein verwenden, das nur an ein O bindet, nicht an ein CO.
Ich wünschte, alle Antworten auf dieser Seite könnten so lustig und gründlich sein.

Ich wünschte, ich hätte meine Flüssigkeitsdynamik jetzt beibehalten. Eine erhebliche Menge könnte die Viskosität Ihres Blutes beeinträchtigen, was Ihr Herz zusätzlich belasten würde, wodurch die langfristigen Vorteile fraglich werden.

Lesen Sie den Abschnitt über die Viskoelastizität des Blutes . Wenn sich Ihre Nano-Bots nicht ähnlich wie rote Blutkörperchen verformen, könnten Sie einige sehr interessante Effekte erzielen. Wenn ich interessant sage, dann nenne ich Gangrän interessant, es könnte so interessant werden wie Hirntod.

Blutkörperchen , vor allem enthält dieser Artikel ein paar Messungen. In diesem Fall sind 7 μm und 3 μm Ihre kritischen Werte, wobei der erste die Größe eines roten Blutkörperchens und der zweite die kleinste Kapillare ist, die es durchdringen muss. (Ignoriert die Tatsache, dass derjenige, der diese Site geschrieben hat, μ nicht nach Bedarf einfügen kann). Ich würde vorschlagen, dass Ihre Nanobots in der Lage sein sollten, dieses Verhalten nachzuahmen, da sie die gleiche Plastizität wie rote Blutkörperchen haben. es wird die späteren Berechnungen viel einfacher machen.

Als Nächstes müssen wir wissen, wie viel Material das Kreislaufsystem verarbeiten kann und welche Strafen für eine Überschreitung drohen.

Erythrozytenzahl

  • männlich – 4,7 bis 6,1 Millionen Zellen pro Mikroliter (Zellen/mcL)
  • weiblich – 4,2 bis 5,4 Millionen Zellen/μl

Das sind einige große Zahlen und in Wirklichkeit weitgehend bedeutungslos. Was Sie suchen, ist der Unterschied zwischen ihnen, ungefähr 20%. Nun, wenn das keine einfachere Berechnung ist, weiß ich nicht, was es ist.

Der Trick besteht nun darin, Ihren Körper davon abzuhalten, sie wie tote Zellen zu behandeln und sie einfach herauszufiltern.

Sie könnten Nanobots auch in einem Organ "speichern" und freisetzen, wenn andere Nanobots dies spüren (Nanobots, die darauf spezialisiert sind, Wunden zu schließen, die von anderen Nanobots ausgelöst wurden, die Druck verspüren).

Natürlich können Sie zu einem bestimmten Zeitpunkt nicht mehr als den angegebenen Prozentsatz aktiv haben, aber Sie können viel mehr inaktiv sein.

Tolle Frage.

Die Hauptsorge, an die ich denke, ist folgende: Zu viele Nanobots verhindern, dass die erforderliche Menge an roten Blutkörperchen normal durch die Venen fließt. Also Durchblutungsprobleme, Probleme mit der Sauerstoffzufuhr, Probleme mit der Wärmeverteilung... Sie wollen sich damit nicht auseinandersetzen, und Sie wollen auch nicht die Menge an roten Blutkörperchen im Blut reduzieren. Jeder Nanobot (oder was auch immer es ist), den Sie dem Körper hinzufügen, wird also zu den bereits fließenden roten Blutkörperchen hinzugefügt.

Größe wird da anscheinend kein Problem sein

Jeder ist etwa so groß wie ein rotes Blutkörperchen.

Sie sollten sich also nur auf den Anteil der Bots im Vergleich zu den Blutkörperchen konzentrieren, damit die roten Blutkörperchen unter den Nanobots weiterarbeiten können. Aber da Sie Blutzellen nicht durch Nanobots ersetzen möchten, denken Sie daran, dass jeder Bot, den Sie dem Blut hinzufügen, einen weiteren Raum in den Venen beansprucht.

Ich bin kein verrückter Wissenschaftler, also kann ich Ihnen keine genauen Zahlen nennen, aber ich bezweifle, dass Sie mehr als 10 % der gesamten roten Blutkörperchen in Nanobots in die Venen einbringen können.

Mehr als 10 % würden wahrscheinlich sozusagen Staus verursachen.

Ich werde mir die Antwort von @user16295 zur Verformung von Blutkörperchen notieren: „ Wenn sich Ihre Nano-Bots nicht ähnlich wie rote Blutkörperchen verformen, könnten Sie einige sehr interessante Effekte haben .“
Oh. Diese Antwort war nicht da, als ich meine schrieb. war sich dessen absolut nicht bewusst.
Ich wusste es auch nicht, sah aber ziemlich wichtig aus! :)
RBCs sind wirklich nur ein winziger Teil Ihres Blutes. Ihre Schätzung ist wahrscheinlich eine sichere Untergrenze (es sei denn, die Nanobots haben andere schädliche Eigenschaften, z. B. die in einer anderen Antwort genannten Verformungsprobleme), aber eine vernünftige Obergrenze könnte leicht viel höher sein als die RBC-Anzahl.