Техническая осуществимость крионики - статья Р. Меркля

Статья в журнале Medical Hypotheses · Октябрь 1992 г.
DOI: 10.1016/0306-9877(92)90133-W · Источник: PubMed

Абстракт

Крионическое сохранение - это метод стабилизации состояния неизлечимо больных людей таким образом, чтобы они могли быть доставлены в медицинские учреждения, которые будут доступны в конце 21-го или в 22-м веке. Никто не спорит с тем, что состояние человека, находящегося при температуре жидкого азота, стабильно, но процесс замораживания наносит такой ущерб, который не может быть устранен с помощью современных медицинских технологий. Может ли этот ущерб быть устранен с помощью технологий будущего? Мы рассматриваем пределы того, чего в конечном итоге должны достичь медицинские технологии (основанные на современных достижениях химии и физики), и находится ли восстановление замороженных тканей в этих пределах.

Введение

Нет никаких сомнений в том, что ткани, сохраненные в жидком азоте, могут сохраняться столетия без разрушения. Это дает нам несовершенную машину времени, которая может перенести нас из настоящего в будущее: нам нужно просто заморозить себя в жидком азоте. Если урон от замораживания когда-нибудь можно будет вылечить, то мы сможем перенестись в эпоху, когда это лекарство будет доступно. На самом деле, этот вариант открыт для всех, кто пожелает. Впервые этот метод был серьезно предложен в 1960-х годах Эттингером (1). В настоящее время в США есть три организации, предоставляющие услуги по криосохранению. Возможно, самым важным вопросом при оценке крионики является ее техническая осуществимость: будет ли она работать?

Читателя, заинтересованного в общем введении в крионику, можно отослать к другим источникам (1, 2, 3). Более подробная версия настоящей статьи доступна у автора.

Многие изолированные ткани (и несколько особенно устойчивых к замораживанию органов) были успешно охлаждены до температуры жидкого азота и повторно разогреты (4), поэтому замораживание не подразумевает полного разрушения. Однако ущерб, наносимый замораживанием, выходит за рамки возможностей восстановления ткани с помощью медицинских технологий и самовосстановления ткани. Смогут ли какие-либо технологии будущего устранить повреждения, вызванные замораживанием? Законы физики и химии, применимые к биологическим структурам, хорошо изучены и четко определены, поэтому определение того, будет ли в конечном итоге осуществимо восстановление замороженных тканей (или нет), - это вопрос, на который мы, в принципе, должны быть в состоянии ответить сегодня.

Прежде чем мы сможем решить, смогут ли медицинские технологии будущего лечить обморожения, мы должны рассмотреть,  какие фундаментальные ограничения накладываются на такие технологии.

Ткани человека и само человеческое тело состоят из атомов. Здоров человек или болен, жив или мертв, полностью зависит от расположения этих атомов. Основная цель медицины - лечить больных. Иными словами, цель медицины состоит в том, чтобы изменить "нездоровое" расположение атомов на "здоровое".

С такой формулировкой становится очевидным, что пределы возможностей медицинских технологий будущего зависят от пределов нашей способности контролировать структуру материи. Чем совершеннее будут наши инструменты для управления структурой материи, тем более совершенными могут быть наши медицинские технологии. Универсальную способность манипулировать структурами с атомарной точностью и низкими затратами часто называют нанотехнологией (также молекулярной инженерией, молекулярным производством, молекулярной нанотехнологией и т.д.). Широко распространено мнение, что такая возможность в конечном итоге будет разработана (5-18), хотя неясно, сколько именно времени это займет.

Мы кратко опишем основную концепцию нанотехнологий и дадим ссылки для дальнейшего чтения. Затем мы рассмотрим значение такого рода технологий для будущих медицинских возможностей и влияние, которое эти будущие медицинские возможности окажут на лечение повреждений, полученных при заморозке.

Нанотехнология

Центральный тезис нанотехнологий заключается в том, что практически любая химически стабильная структура, которую можно спроектировать,  может быть создана в реальности. Впервые эта возможность была озвучена Ричардом Фейнманом в 1959 году (8), когда он сказал: "Принципы физики, насколько я могу судить, не противоречат возможности манипулировать объектами атом за атомом" (Фейнман получил Нобелевскую премию по физике в 1965 году). С тех пор были проведены международные конференции на эту тему (16, 19), и в научном сообществе наблюдается растущий ажиотаж (14). Элементарные конструкции уже изготовлены- соединяя атом за атомом (15). 
Джей Эй Армстронг, главный научный сотрудник IBM и вице-президент по науке и технологиям, сказал:

"Я верю, что нанонаука и нанотехнологии займут центральное место в следующей эпохе информационного века и будут такими же революционными, какими были наука и технологии в микронном масштабе с начала века"... 
Действительно, у нас будет возможность создавать электронные и механические устройства атом за атомом, когда это будет соответствовать конкретным задачам" (18).

"Нью-Йорк таймс" сообщила (19):

"Ученые делают первые шаги в разделении материи на самые основные компоненты - молекулу за молекулой и даже атом за атомом. Эти возможности, хотя и очень примитивные, однажды позволят людям создавать невообразимо маленькие электронные схемы и машины, например, для производства суперкомпьютера, видимого невооруженным глазом. Некоторые футурологи даже предсказывают создание крошечных роботов, которые могли бы передвигаться по организму, проводя операции на поврежденных клетках." 

Дрекслер (5, 11, 12, 13, 17) предложил ассемблер - небольшое устройство, напоминающее промышленного робота, способное удерживать и размещать химически активные соединения, чтобы контролировать точное местоположение, в котором происходят химические реакции. Этот общий подход должен позволить создавать крупные объекты с точностью до атома с помощью последовательности строго контролируемых химических реакций. 
Лучший на сегодняшний день технический анализ молекулярной нанотехнологии был проведен Дрекслером (17). Более доступным введением в тему является его книга "Машины созидания" (5). Другие предлагаемые книги для чтения (6, 7, 8, 13, 20, 21).

Самовоспроизводящиеся системы

Архитектура Фон Неймана для самовоспроизводящейся системы (22) состоит из универсального компьютера, подключенного к универсальному конструктору. Компьютер будет руководить действиями конструктора, а конструктор затем соберет другой компьютер и другой конструктор. Хотя его предложения носят теоретический характер, они описывают основные проблемы, связанные с такими системами.

Дальнейшая работа над самовоспроизводящимися системами была проведена НАСА в 1980 году и представлена в отчете, в котором рассматривалась возможность создания самовоспроизводящегося лунного производственного комплекса с использованием традиционных технологий (20).  Один из его выводов состоял в том, что "теоретическая концепция машинного дублирования хорошо разработана.  Существует несколько альтернативных стратегий, с помощью которых можно реализовать саморепликацию машины в практических инженерных условиях". Они подсчитали, что на разработку такой системы потребуется 20 лет. Хотя они рассматривали проект макроскопической самореплицирующейся системы (предполагаемый объем "зерна" составлял 100 тонн), многие концепции и проблемы, связанные с такими системами, схожи независимо от размера.

Ассемблеры

Дрекслер предложил "ассемблер" (5,11, 17). Он использует архитектуру Фон Неймана, но, в отличие от НАСА,  предложеное устройство является одновременно меньшим по размеру и более простым (предполагаемая сложность дизайна составляет около 10 мегабайт). Он состоит из молекулярного компьютера и того, что можно было бы назвать "молекулярным конструктором". Молекулярный конструктор состоит из двух основных элементов: молекулярного позиционирующего устройства (небольшой роботизированной руки) и четко определенного набора химических реакций, которые протекают на кончике пальцев роботизированной руки. Располагая химически активные соединения в определенном порядке, ассемблер может синтезировать структуры с помощью серии атомарно точных реакций. 
Концептуально это просто расширение возможностей, демонстрируемых рибосомой (23). Вместо того чтобы связывать последовательность аминокислот в линейную структуру под управлением информационной РНК, ассемблер связывает более общий набор соединений в трехмернуюструктуру под управлением компьютера общего назначения. 
Как сказал Фейнман, "Решению проблем химии и биологии может значительно помочь, если в конечном итоге будет развита наша способность видеть, что мы делаем, и делать что-то на атомарном уровне - развитие, которого, я думаю, нельзя избежать". Ассемблер Дрекслера - это самое маленькое воплощение этой мечты.

Описание мозга на молекулярном и атомарном уровнях

В принципе, нам нужно только устранить повреждения в замороженном мозге, поскольку мозг является наиболее важной структурой в организме. Другие части тела можно просто заменить; или, при желании, можно применить к ним методы, применяемые для восстановления мозга. Самое большее, что мы могли бы узнать о замороженном мозге, - это координаты и тип каждого его атома. (Чтобы полностью определить состояние каждого атома, строго говоря, потребовалось бы, чтобы мы определили состояния всех его электронов; по большей части их можно будет легко определить, как только будут заданы координаты и тип атома). Эти знания в сочетании с технологией, которая позволила бы нам изменять атомную структуру практически любым способом в соответствии с законами химии и физики, позволили бы нам восстановить замороженную структуру до здорового состояния.
Чтобы сделать это, мы должны ответить на три вопроса:

1. Где находятся атомы?
2. Куда они должны переместиться?
3. Как мы можем переместить их оттуда, где они находятся, туда, где они должны быть?

Сначала мы рассмотрим более простую проблему: как бы мы описали положение каждого атома, если бы каким-то образом эта информация была нам известна? Ответ на этот вопрос позволит нам лучше разобраться в более сложных вопросах.

Сколько битов нужно для описания одного атома

Каждый атом имеет определенное местоположение в трехмерном пространстве, которое мы можем представить с помощью трех координат: X, Y и Z. Атомы обычно находятся на расстоянии нескольких десятых долей нанометра друг от друга. Если бы мы могли записать положение каждого атома с точностью до 0,01нм, мы бы знали его положение достаточно точно, чтобы знать, в состав каких химических веществ он входит, какие связи образует и так далее. Размер мозга составляет примерно 0,1 м, таким образом, 0,01 нм - это примерно 1 часть на 10¹⁰. То есть, нам нужно было бы знать положение атома в каждой координате с точностью до одной части на 10 миллиардов. Число такого размера может быть представлено примерно 33 битами (Прим. перевод. 2³³−1=8589934591). Существует три координаты, X, Y и Z, для представления каждой из которых требуется 33 бита, поэтому положение атома может быть представлено в 99 битах. Для хранения типа атома (будь то водород, кислород, углерод и т.д.) требуется несколько дополнительных битов, в результате чего общее количество составляет чуть более 100 бит. Мы могли бы полностью описать структуру мозга, сохранив около 100 бит на атом. Если мы предположим, что для хранения одного бита информации нам требуется 10 атомов (см. "Требования к памяти" ниже), то 100 бит, необходимых для описания одного атома, могут быть представлены примерно 1000 атомами. Иными словами, атом в трехмерном пространстве кодирует свое положение в аналоговом значении своих трех пространственных координат. Если мы преобразуем эту пространственную информацию из аналогового формата в цифровой, то увеличим число атомов, необходимых для записи этой информации, возможно, до 1000. 
Если бы мы закодировали в цифровом виде местоположение каждого атома в мозге, нам потребовалось бы в 1000 раз больше
атомов для хранения этих закодированных данных, чем число атомов в мозге. Это значит, что нам потребовалось бы примерно в 1000 раз больше объема. Объем мозга составляет чуть более одного кубического дециметра, поэтому для кодирования местоположения каждого атома в мозге в цифровом формате, пригодном для изучения и модификации компьютерными методами, потребовалось бы чуть более одного кубического метра материала. Хотя по сегодняшним меркам такой объем памяти весьма значителен, его конструкция явно не нарушает никаких законов физики или химии. То есть, в буквальном смысле слова, должно быть возможно сохранить цифровое описание каждого атома мозга в запоминающем устройстве, которое мы в конечном итоге сможем создать.

Более компактное описание мозга

Поскольку молекулы состоят из множества атомов, мы могли бы получить более компактное описание, указав координаты и ориентацию каждой молекулы, а не каждого атома в мозге. Для описания целой молекулы белка может потребоваться 150 бит (нам нужно будет указать ее ориентацию и тип, отсюда дополнительные биты), даже если она состоит из тысяч атомов. Мы можем еще больше сжать это описание, используя различные другие стратегии (50 бит или меньше - вполне достижимо), но суть должна быть ясна. Нас интересуют молекулы, и на описание молекулы требуется меньше битов, чем на описание атома. Еще более компактным является описание клетки целиком,  ограниченное общим описанием выполняемой ею функции: эта нервная клетка имеет синапсы определенного типа с другой клеткой, она имеет определенную форму и так далее. Мы могли бы даже описать группы клеток с точки зрения их функций: эта группа клеток в сетчатке выполняет вычисление "окружающего центра", в то время как другая группа клеток повышает остроту зрения.

Какое описание является наиболее компактным и содержит всю необходимую информацию? Очевидно, что наши воспоминания имеют большое значение, а объем долговременной памяти составляет всего 10⁹ бит (24). Можно с уверенностью сказать, что нам понадобится как минимум столько битов для удовлетворительного описания индивидуального мозга. Разрыв между этой нижней границей и верхней границей для каждой молекулы довольно велик, и не сразу очевидно, где в этом диапазоне находится истинный ответ. Мы не будем пытаться ответить на этот вопрос, а вместо этого (консервативно) просто примем верхнюю границу.

Критерий смерти

"Смерть"- см. постоянное прекращение всех жизненно важных функций: конец жизни 
Новый университетский словарь WebsteA New Collegiate Dictionary.

Определить, когда произошло "постоянное прекращение всех жизненно важных функций", не всегда легко. "Многие люди в девятнадцатом веке, встревоженные массовыми похоронами еще живых людей, просили, чтобы при совершении последних обрядов им наносили раны или увечья, чтобы они уже не могли вернуться к жизни... бальзамирование получило значительный толчок в развитии из-за страха преждевременного погребения" (25). С применением современных критериев смерти случаи спонтанного оживления в морге или после погребения стали редкими, и представляют собой разовые проявления комбинации симптомов, для которых современные методы лечения пока бессильны. Каждый новый шаг вперед в медицине требует переосмысления и возможных изменений формулировки критериев смерти. Критерии, которыми пользовались в течение последних 200 лет, кардинально отличаются от используемых сегодня.

Эти постоянно меняющиеся критерии определения смерти поднимают очевидный вопрос: существует ли определение, которое имеет
теоретическую основу и не зависит от текущих технологий?

Когда какой-то человек страдает потерей памяти или утратой психических функций, мы часто говорим, что он "не в себе". По мере того, как такие нарушения становятся более серьезными и все высшие психические функции утрачиваются, мы начинаем использовать такие термины, как "стойкое вегетативное состояние". Хотя мы часто воздерживаемся от объявления такого человека "мертвым", это колебание возникает не потому, что мы думаем, что он "жив", а потому, что все еще есть надежда на восстановление с сохранением памяти и личности. С физической точки зрения, мы полагаем, что существует вероятность того, что воспоминания и личность таких людей все еще присутствуют в физической структуре мозга, даже если их поведение не дает прямых доказательств этого. Если бы мы могли достоверно определить, что физические структуры, кодирующие память и личность, действительно были разрушены, тогда мы бы оставили надежду и объявили человека мертвым.

Теоретико-информационный критерий смерти

Если бы мы знали координаты каждого атома в мозге человека, то мы могли бы (по крайней мере, в принципе) с абсолютной точностью определить, уничтожены ли его воспоминания и личность в теоретико-информационном смысле, или же они сохранены, но по какой-то причине не могут быть выражены.

Подобные соображения приводят к формулированию информационного критерия смерти. Согласно информационному критерию, человек считается умершим, если его воспоминания, личность, надежды, мечты и т.д. были уничтожены в информационно-теоретическом смысле. Если структуры в мозге, которые кодируют память и личность,  настолько нарушены, что восстановить их уже в принципе невозможно,  человек мертв. Если они достаточно сохранны, чтобы в принципе можно было сделать вывод о состоянии памяти и личности, и, следовательно, восстановление до соответствующего функционального состояния также возможно в принципе, то человек не мертв.

Приведу простой пример. Если компьютер полностью работоспособен, то его память и "индивидуальность" полностью сохранены. Если бы мы ударили топором по центральному процессору, то компьютер перестал бы функционировать. Однако его память и "индивидуальность" по-прежнему будут присутствовать на диске, и как только мы починим центральный процессор, мы сможем полностью восстановить работу компьютера.

Если структурам, кодирующим память и личность, нанесен достаточный ущерб, чтобы повредить их до неузнаваемости, то согласно информационно-теоретическому критерию, наступила смерть. Эффективным методом обеспечения такого разрушения является сжигание структуры и перемешивание пепла. Этот метод обычно используется для обеспечения уничтожения секретных документов. Под названием "кремация" это также применяется к человеческим существам, и этого достаточно, чтобы обеспечить наступление смерти по информационно-теоретическому критерию.

Имеет ли значение теоретико-информационный критерий?

Обычно не вызывает особого беспокойства вопрос о том, согласится ли врач 2190 года рождения с диагнозом "смерть", поставленным современным врачом конкретному пациенту в 1990 году. Современный врач, окажись он в 1790 году, мало что смог бы сделать для пациента с остановившимся сердцем, даже если бы умом понимал, что отделение интенсивной терапии, скорее всего, смогло бы спасти пациенту жизнь. В 1790 году отделения интенсивной терапии были просто недоступны, независимо от того, знал бы врач о такой возможности. То
же самое происходит и с сегодняшним врачом, когда ему сообщают, что врач через 200 лет мог бы спасти жизнь пациенту, которого он только что объявил "мертвым". Он ничего не может сделать, потому что может применять только современные технологии - за исключением крионического приостановления жизнедеятельности.

В этом единственном случае мы должны спросить не о том, мертв ли человек по сегодняшним критериям, а о том, мертв ли он по всем будущим критериям. Короче говоря, мы должны спросить, наступила ли смерть по информационно-теоретическому критерию (Прим. перев. Далее — информационному критерию смерти или критерию информационной смерти, как принято в русскоязычном сегменте на 2025 год).
По логике вещей, есть два и только два случая, когда крионика может дать сбой.

Реанимация после крионирования не будет успешной, если: 

1. Наступает смерть по критерию информационной смерти. 
2. Технологии, которые в принципе осуществимы, на практике, даже по прошествии столетий разработки, не будут созданы.

Хотя информационная смерть может наступить в любое время, ее риск, очевидно, будет варьироваться в зависимости от обстоятельств. Например, рассмотрим идею, что информационная смерть могла произойти при хранении при температуре жидкого азота. Однако Питер Мазур, известный криобиолог и критик крионики, сказал: "Криобиологов часто спрашивают, как долго клетки могут оставаться жизнеспособными при температуре -196°C, при температуре кипения жидкого азота (который является обычной криогенной жидкостью). Ответ очевиден - более 1000 лет" (26). Хейфлик хранил нормальные фибробласты из эмбриональных легких человека в жидкой среде в течение 28 лет (по состоянию на июнь 1990 года) без заметного ухудшенияих состояния (27).

Информационная смерть, которая наступает значительно раньше крионирования, выходит за рамки данной статьи. Информационная смерть, наступающая после преждевременного размораживания, является аргументом не против крионики, а против ненадежного хранения; этот вопрос рассматривается в другом месте (2). Таким образом, остаются два основных типа повреждений, которые могут привести к информационной смерти: повреждение при замораживании и ишемия.

Повреждение при замораживании

Существует обширная литература о вреде, наносимом как охлаждением, так и замораживанием при температурах жидкого азота . Вот некоторые обзоры (28, 29, 30). В журнале Scientific American  была свежая и вполне доступная статья (3 1). Особую актуальность в данном контексте имеют следующие вопросы (32, 33).

Многие типы тканей, включая человеческие эмбрионы, сперматозоиды, кожу, кости, красные и белые кровяные тельца, костный мозг и другие (28,29,4), были заморожены в жидком азоте, оттаяли и восстановились. Это не относится к полным телам млекопитающих, хотя многие животные, не относящиеся к млекопитающим, могут быть заморожены до температуры -5°С и выжить (31). Мозг, по-видимому, более устойчив к повреждениям при замораживании, чем большинство органов (34, 35). Восстановление общей функции мозга после замораживания до температуры жидкого азота продемонстрировано не было, хотя было продемонстрировано восстановление электрической активности на единичном уровне после замораживания до -6°C (35).

Сложность тканей, которые были успешно заморожены и разморожены, поразительна и подтверждает гипотезу о том, что была достигнута хорошая структурная сохранность. Механизмы повреждения, которые были постулированы в литературе, достаточно тонки, следственно, потеря информации пренебрежимо мала; то есть, в данных случаях смерть этих тканей по критерию информационной смерти маловероятна.

Ишемическое повреждение

Хотя современное криосохранение может предусматривать минимальную задержку при начале процедур, 5 минут и менее (когда о смерти объявляется сразу после прекращения сердцебиения), а будущая легализация криоконвервации перед констатацией клинической смерти может полностью устранить такую задержку, задержка часто неизбежна. Наиболее значительным повреждением, которое вызывает такая задержка, является ишемическое повреждение.

Хотя это и не применимо к крионике в том виде, в каком она практикуется в настоящее время, интересно отметить,  что использование химических фиксаторов, таких как альдегиды и, в частности, глутаровый альдегид, значительно улучшили бы структурную
сохранность и были бы эффективны для предотвращения почти всех разрушений в течение нескольких минут после перфузии (36).  Польза химической фиксации обсуждается, помимо прочих, Дрекслером (5) и Олсоном (37).

Временное функциональное восстановление было продемонстрировано в оптимальных ситуациях после 60-минутной полной ишемии (38, 39, 40). Хоссманн, например, сообщил о результатах на 143 кошках, подвергшихся воздействию в течение одного часа  при нормотермической глобальной ишемии головного мозга (41):

"Температуру тела поддерживали на уровне от 36°C до 37°C с помощью грелки. . . . Степень ишемии проверяли путем введения Xe-133 в безымянную артерию (innominate artery) непосредственно перед окклюзией сосуда и с помощью мониторинга отсутствия радиоактивного излучения в голове во время ишемии с помощью внешних сцинтилляционных детекторов. . . . У 50% животных после ишемии восстановилась даже значительная спонтанная ЭЭГ-активность..... Одна кошка жила в течение 1 года после 1 часа нормотермической остановки мозгового кровообращения без электрофизиологического дефицита и лишь с незначительными неврологическими и морфологическими нарушениями.

Функциональное восстановление является более строгим критерием восстановления, чем более мягкий теоретико-информационный
критерий, который просто требует адекватного сохранения структуры, позволяющего сделать вывод о ранее существовавшей структуре. Способность к восстановлению функций у значительного процента животных позволяет предположить, что структурная целостность должна быть достаточно высокой. Это мнение также подтверждается наблюдением о том, что надежная идентификация различных клеточных структур возможна спустя несколько часов. Подробные описания ишемии и ее течения во времени (42, стр. 209 и далее) также ясно показывают, что охлаждение существенно замедляет скорость ухудшения состояния. Даже умеренное охлаждение после смерти значительно замедляет ухудшение состояния.

Другим доказательством того, что структура не разрушается в течение некоторого времени, является наблюдение, что лизосомы не разрушаются в течение, по крайней мере, нескольких часов после начала ишемии (43, 44); и что матричная РНК и белковая структура остаются почти полностью химически неповрежденными после смерти, даже если их оставить при комнатной температуре на некоторое время, до 16 часов (45). Имеющиеся данные подтверждают, но не доказывают гипотезу о том, что информационная смерть не наступает по крайней мере в течение нескольких часов после начала ишемии. Вполне возможно, что для наступления информационной смерти требуется много часов ишемии.

Память

Представляется вероятным, что кратковременная память, которая может быть нарушена в результате травмы или ряда других процессов, не будет сохранена при криоконсервации. Долговременная память, однако, гораздо менее изменчива. Имеющиеся данные подтверждают идею о том, что память и личность сохраняются за счет изменений в синапсах между нервными клетками (46, 50). 
Гриноу и Бейли (51) говорят:

"система может претерпевать разительные изменения даже при нормальном функционировании. По мере увеличения разнообразия видов и пластических процессов, подвергаемых морфологическому анализу, начала проявляться конвергенция в отношении ряда структурно определяемых явлений. Хотя некоторые аспекты синаптической структуры, по-видимому, меняются с течением времени, наиболее устойчивым потенциальным субстратом для сохранения памяти при модификации поведения является изменение количества или структуры синаптических связей".

Что именно это могут быть за изменения? Очень сильные утверждения возможны в простых «модельных системах». Бейли и Чен, например, идентифицировали несколько специфических изменений в синаптической структуре, которые кодировали выученные воспоминания морских слизней (Aplysia califomica) путем прямого исследования измененного синапса с помощью электронного микроскопа (52).

Электронная микроскопия способна предоставить широкий спектр информации о нервной системе (53,54,55). Она гораздо грубее, чем рассматриваемые здесь методы, которые буквально предлагают анализировать каждую молекулу в структуре. Дальнейшие изменения в синаптической химии должны быть обнаружены, когда синапс будут исследоваться более подробно на молекулярном уровне.

Человеческая память, каким бы ни был точный механизм, должна сохраняться в течение всей жизни человека. Она должна выдерживать естественные условия, с которыми сталкиваются люди, и экспериментальные условия, которым подвергались — без потери памяти — приматы. Она почти наверняка включает изменения в десятках тысяч молекул для хранения каждого бита информации. Учитывая, что будущие технологии позволят проводить помолекулярный анализ структур, хранящих память, и учитывая, что такие структуры являются большими в молекулярном масштабе, представляется весьма маловероятным, что такие структуры переживут жизнь индивидуума, только чтобы быть стертыми до неузнаваемости замораживанием. Замораживание вряд ли вызовет информационную смерть.

Процесс восстановления

Следовательно, подход, который мы рассмотрим, прост:
1. Определить координаты и ориентацию всех основных молекул и сохранить эту информацию в базе данных. В качестве побочного эффекта разобрать ткань на составляющие ее молекулы.
2. Используя информацию, хранящуюся в базе данных, запустить компьютерную программу, которая определяет, какие изменения в существующей структуре следует сделать, чтобы восстановить ее до здорового состояния.
3. Переместить молекулы в соответствующие места.

Мы назовем этот подход «ремонтом вне системы», чтобы отличить его от других предложений (5, 37). Ремонт вне системы был ранее обсужден (56). Мы предположим, что шаг 1, фаза анализа, происходит, пока ткань все еще заморожена. Сам процесс размораживания вызывает повреждение (Прим. перев.:  при написании статьи в 1992 году еще не было опытов с витрификацией и обратимым размораживанием почки кролика, крысы. Они были сделаны только в 21 веке), и после размораживания такое повреждение будет продолжаться без контроля со стороны механизмов, присутствующих в здоровой ткани. Это недопустимо. Температура, при которой происходят другие фазы, остается открытой.

Описывая промежуточное состояние, которое должно быть достигнуто в процессе восстановления, мы сводим проблему от «Начать с замороженной ткани и создать здоровую ткань» до «Начать с замороженной ткани и создать структурную базу данных. Берем структурную базу данных и исходные молекулы и создаем здоровую ткань». Характерной чертой ремонта вне системы является то, что мы разбираем структуру на ее составляющие молекулы перед попыткой восстановления.

Лучшее, что можно сделать, — это ремонт вне системы.

Независимо от начального уровня повреждения, независимо от функциональной целостности или отсутствия таковой любой или всех замороженных структур, независимо от того, могут ли более простые и менее исчерпывающие методы работать или нет, мы можем взять любую замороженную структуру и преобразовать ее в каноническое состояние, описанное выше. Кроме того, это лучшее, что мы можем сделать. Знание типа, местоположения и ориентации каждой молекулы в замороженной структуре, подлежащей восстановлению, и сохранение фактических физических молекул (таким образом избегая любых философских возражений о том, что замена исходных молекул может каким-то образом уменьшить или свести на нет индивидуальность человека, подвергающегося восстановлению) — это лучшее, чего мы можем надеяться достичь. Мы достигли некоторого предела с этим подходом, предела, который делает ремонт осуществимым в обстоятельствах, которые удивили бы большинство людей сегодня.

Получение доступа к каждой молекуле

Мы можем получить доступ к каждой молекуле в замороженной ткани, используя метод «разделяй и властвуй». В этом методе объект анализируется путем успешного разделения его на более мелкие объекты. В конечном итоге, самые мелкие объекты анализируются напрямую. Разделение ткани, которая находится ниже температуры стеклования (витрификации) (не менее 130 К), будет включать в себя создание разломов. Ткань при температуре жидкого азота уже склонна к трещинам, поэтому потребуются лишь минимальные усилия, чтобы намеренно вызвать перелом, который разделит кусок на две примерно равные части. Разломы, сделанные при низких температурах (когда материал находится ниже температуры стеклования), чрезвычайно чистые и приводят к незначительной или нулевой потере структурной информации. Хаят (57, ~398) говорит: «Плоскость разлома часто следует контурам мембран и оставляет выпуклости или углубления там, где она проходит вокруг везикул и других клеточных органелл... Процесс дробления обеспечивает более точное понимание молекулярной архитектуры мембран, чем любой другой ультраструктурный метод».

Свежеобнаженные грани теперь можно анализировать с помощью любого из широкого спектра методов анализа поверхности с атомным разрешением (58). Вероятно, в ближайшие несколько лет эта технология позволит быстро секвенировать ДНК (59). Устройства со сканирующим зондом зависят от взаимодействия между одним атомом на кончике зонда и атомами на поверхности анализируемого образца. Очевидно, что будущие потомки таких устройств могут быть очень маленькими. Микроскопия ближнего поля позволяет использовать практически любой оптический метод с разрешением 12 нм (60).
Это открывает еще один широкий спектр методов визуализации с высоким разрешением.

Разделение на части

Разделение на половинки продолжается до тех пор, пока части не станут достаточно малыми, чтобы можно было провести прямой анализ. Разумным размером могут быть небольшие кубики со стороной в несколько десятых микрона. Можно рассматривать эти кубики как части трехмерной головоломки, с той лишь разницей, что мы схитрили и тщательно записали положение каждой части. Так же, как изображение на головоломке отчетливо видно, несмотря на трещины между частями, так и трехмерная «картинка» мозга отчетливо видна, несмотря на его разделение на части.

Существует множество возможных методов решения механических проблем, связанных с разделением и перемещением частей. Кажется маловероятным, что через сто или двести лет механическое перемещение частей окажется непреодолимым препятствием.

Требования к памяти

Требования к хранению информации для структурной базы данных, содержащей подробное описание и местоположение каждой основной молекулы в мозге, могут быть удовлетворены с помощью прогнозируемых методов хранения. ДНК имеет плотность хранения информации около 10²¹ бит/см³. Концептуально похожие, но несколько более плотные молекулярные «ленточные» системы, которые хранят 10²² бит/кубический сантиметр (5), должны быть вполне осуществимы. Мы можем описать 2 x 10²³ или около того значимых молекул в мозге примерно в 10²⁵ бит. Это около 1000 см³ (1 литр, примерно кварта) «ленточного» хранения. Если система хранения такой емкости покажется читателю невыполнимой, учтите, что у  человека примерно 10¹⁴ клеток, и что каждая клетка хранит 10¹⁰ бит в своей ДНК. Следовательно, у каждого человека (помимо прочего) есть сырая емкость памяти в 10²⁴ бита, и люди вряд ли являются оптимальными устройствами для хранения информации.

Вычислительные требования

Вычислительная мощность, необходимая для анализа базы данных объемом 10²⁵ бит, находится в пределах известных теоретических пределов (61, 62, 63). Стоимость вычислений неуклонно и предсказуемо снижалась в течение десятилетий (64, стр. 64). Существуют предложения по конструкции молекулярных логических элементов, которые рассеивают примерно 10^-21 джоулей на операцию вентиля при работе со скоростью 50 пикосекунд (6,12), что достаточно для выполнения этой работы. Были сделаны предложения других элементов, которые рассеивают мало энергии (65, 66, 67), и обсуждался широкий спектр молекулярных логических элементов (68). В будущем будет разработан широкий спектр вычислительных устройств, которые будут очень малы по размеру и будут рассеивать чрезвычайно малые количества энергии. Экстраполяция текущих тенденций в миниатюризации предполагает, что рассеивание энергии в диапазоне 10^-21 джоулей будет достигнуто к 2015 году (69, рис. 1). В настоящее время нет известных причин ожидать, что тенденция остановится или даже замедлится к тому времени (61, 63).

Энергозатраты, по-видимому, являются ограничивающим фактором в этих предложениях (а не количество вентилей или скорость работы вентилей). При сегодняшней цене примерно 10 центов за киловатт-час, 10¹² джоулей стоит 30 000 долларов. Такое количество энергии будет поддерживать 10³³ операции вентилей: 10⁸ операций вентилей для каждого бита в структурной базе данных или 5 x 10⁹ операций вентилей для каждой из 2 x 10²³ значимых молекул, присутствующих в мозге.

Сколько будет достаточно?

Мы можем получить приблизительное представление о том, сколько компьютерной мощности может потребоваться для анализа базы данных с 10²⁵ битами, если рассмотрим распознавание изображений. Сетчатка человека выполняет около 100 «операций» на пиксель, а человеческий мозг, возможно, в 1000–10 000 раз больше сетчатки. Это означает, что система распознавания изображений человека может распознать объект, выполнив около 10⁵–10⁶ «операций» на пиксель. (Это число также согласуется с неофициальными оценками, сделанными отдельными экспертами в области компьютерного анализа изображений.) Принимая во внимание тот факт, что такие «операции с сетчаткой», вероятно, сложнее, чем одна «операция с вентилем», в 100–1000 раз, мы получаем 10⁷–10⁹ операций с вентилем на пиксель, что вполне соответствует нашей оценке в 10⁸ операций на бит или 5 x 10⁹ операций на молекулу.

Больше вычислительной мощности

Фактически, будет доступно еще больше вычислительной мощности, поэтому наши пределы для ошибки намного больше. Потери энергии при вычислениях связаны со скоростью работы. Замедляя рабочую скорость с 50 пикосекунд до 50 наносекунд или даже 50 микросекунд, мы должны достичь соответствующего сокращения рассеивания энергии на операцию вентиля. Мы можем как уменьшить рассеиваемую энергию на операцию затвора (работая на более низкой скорости), так и увеличить общее количество операций затвора (используя больше затворов). Поскольку затворы (вентили) изначально очень малы, увеличение их количества в 10¹² раз (примерно до 5 X 10²⁶ затворов) все равно приведет к общему объему всего 10 м³. Учитывая, что производственные затраты в конечном итоге будут отражать в первую очередь
материальные и энергетические затраты, такой объем медленно работающих вентилей должен быть экономичным в производстве и обеспечит существенно большую вычислительную мощность на джоуль.

Определение здорового состояния

На втором этапе анализа, определении здорового состояния, мы определяем, как должна выглядеть восстановленная (здоровая) ткань на
молекулярном уровне. То есть, исходная структурная база данных, созданная на этапе анализа, описывает нездоровую (замороженную) ткань. Мы должны сгенерировать пересмотренную структурную базу данных, которая описывает соответствующую здоровую (функциональную)
ткань. Создание этой пересмотренной базы данных требует компьютерной программы, которая имеет глубокое понимание того, как должна выглядеть здоровая ткань, и соответствия между нездоровой (замороженной) тканью и соответствующей здоровой тканью. Например, эта программа должна понимать, что здоровая ткань не имеет разломов, и что если в исходной базе данных, описывающей замороженную ткань, присутствуют разломы, то пересмотренная база данных (описывающая полученную здоровую ткань) должна быть изменена, чтобы удалить их. Аналогично, если исходная база данных описывает ткань с набухшими или нефункциональными митохондриями, то пересмотренная база данных должна быть изменена так, чтобы она описывала полностью функциональные митохондрии.

Сложность программы, вычисляющей здоровое состояние, будет варьироваться в зависимости от качества крионирования и уровня повреждения до крионирования. Крионирование при благоприятных обстоятельствах сохраняет ткань с замечательной точностью вплоть до
молекулярного уровня. Если, однако, имело место значительное повреждение до крионирования, то вычисление правильного (здорового) структурного описания более сложно. Однако должно быть возможным вывести правильное структурное описание даже при наличии значительного повреждения. Только если структура уничтожена до неузнаваемости, будет невозможно вывести неповрежденное состояние структуры.

Реставрация

Имея полное описание структуры, которую нужно построить вплоть до уровня отдельных молекул, нам теперь нужно ее построить. В принципе возможно построить человеческий мозг, поскольку это делалось традиционными методами в течение многих тысяч лет.

Должен быть возможен широкий спектр методов восстановления структуры. Высокоточный метод, который позволит точно восстановить мозг, может просто сложить молекулярные компоненты в нужных местах. Проблема этого подхода заключается в стабильности структуры во время восстановления. Молекулы могут дрейфовать от своих назначенных мест, разрушая структуру. Существует много возможных методов стабилизации промежуточной структуры в ходе восстановления. Мы рассмотрим здесь только один из них.

Одним из простых методов достижения высокой степени стабильности промежуточной структуры было бы использование низких температур. Если бы структура была восстановлена ​​при достаточно низкой температуре, молекула, помещенная в определенное место, не сдвинулась бы: она была бы удержана на месте силами Ван-дер-Ваальса.

В этом сценарии каждая новая молекула была бы просто уложена (при низкой температуре) в нужном месте. Поскольку биологические системы широко используют самосборку, не было бы необходимости достигать идеальной точности в процессе восстановления. Если биологическая макромолекула расположена с разумной точностью, она автоматически заняла бы правильное положение при нагревании. Точность позиционирования менее ангстрема уже была продемонстрирована с текущей технологией СТМ.

Большие полимеры, используемые либо для структурных, либо для других целей, создают особые проблемы. Мономерные единицы ковалентно связаны друг с другом, и поэтому простая «укладка» недостаточна. Если такие полимеры не могут быть добавлены в структуру как полностью готовые единицы, то они могут быть постепенно восстановлены во время сборки из их отдельных мономеров с использованием методов позиционного синтеза, которые используют высокореакционноспособные промежуточные продукты (17.70).

Химические реакции, необходимые для получения полимера из его мономерных единиц при пониженных температурах, вряд ли будут использовать те же пути, которые используются в живых системах. В частности, энергии активации большинства реакций, которые происходят при 310^о К (98,6^о по Фаренгейту), не могут быть достигнуты при 77^о К: большинство обычных соединений не реагируют при этой температуре. Однако, возможно а) использовать соединения, которые являются высокореакционноспособными и, таким образом, не требуют какой-либо значительной энергии активации (70) или б) обеспечить энергию активации, используя нетепловые источники энергии, например, механическую силу (17). Затем добавление мономерных единиц к полимеру можно было бы выполнить в наиболее удобной точке во время операции восстановления и можно было бы выполнить при температуре окружающей среды (низкой).

Очевидной проблемой этого подхода является необходимость повторного нагрева конструкции без нанесения ей дальнейших повреждений. Существует несколько столь же очевидных решений этой проблемы, которые можно объединить в одно надежное решение. Эти решения таковы: 1) быстрый, высоко контролируемый нагрев 2) атомарно точное введение криопротекторов в конструкцию при низкой температуре до нагрева 3) модификация конструкции для достижения коэффициента теплового расширения настолько близкого к нулю, насколько это возможно, тем самым уменьшая или устраняя тепловую деформацию во время нагрева, и 4) добавление структурных элементов (например, длинных белковых цепей) для обеспечения дополнительной прочности и предотвращения трещин.

Заключение

Криосохранение может дать возможность неизлечимо больному пациенту воспользоваться будущими медицинскими технологиями. Ущерб, нанесенный текущими методами замораживания, вероятно, в какой-то момент в будущем станет обратимым. В общем, для того, чтобы
крионирование не сработало, должно произойти одно из следующих событий:

1. Травмы до криосохранения и повреждения от криосохранения должны быть достаточными, чтобы вызвать информационную смерть. В случае человеческого мозга, повреждение должно стереть структуры, кодирующие человеческую память и личность, до неузнаваемости.
2. Технологии восстановления, которые явно осуществимы в принципе, основанные на нашем текущем понимании физики и химии, должны оказаться невозможными для разработки на практике, даже после нескольких столетий развития.

Изучение вероятных будущих технических возможностей поддерживает аргумент о том, что беспрецедентные возможности вероятно будут разработаны. Восстановление мозга до молекулярного уровня должно в конечном итоге оказаться технически осуществимым. Внешнее восстановление с использованием метода «разделяй и властвуй» является особенно простым и мощным методом, иллюстрирующим некоторые из принципов, которые могут использоваться будущими технологиями для восстановления тканей. Возможен широкий спектр подходов, отличных от рассматриваемого здесь. Настоящий метод не предлагается как «правильный» или «лучший» метод, он предлагается как метод концептуально простой и осуществимый. Единый осуществимый метод восстановления повреждений от замораживания обеспечивает эффективность крионики, независимо от методов, которые в конечном итоге будут реализованы.

Ремонт вне системы состоит из трех основных этапов: 1) Определение координат и ориентации каждой основной молекулы. 2) Определение набора соответствующих координат в отремонтированной структуре для каждой основной молекулы. 3) Перемещение их из прежнего местоположения в последнее. Различные связанные с этим технические проблемы, вероятно, будут решены будущими достижениями в области технологий. Поскольку время хранения в жидком азоте буквально растягивается на несколько столетий, время разработки этих технологий не является критическим.

Конкретное предложение, обсуждаемое здесь, требует только того, чтобы 1) ткань можно было разделить некоторыми способами (например, путем дробления), которые сами по себе не вызывают значительной потери структурной информации; 2) части, на которые разделена ткань, можно было перемещать в соответствующие места назначения (для дальнейшего деления или для прямого анализа); 3) можно было проанализировать достаточно малый кусок ткани; 4) программа, способная определитьздоровое состояние ткани, учитывая нездоровое состояние, осуществима; 5) были доступны достаточные вычислительные ресурсы для выполнения этой программы в разумные сроки; и 6) восстановление исходной структуры, учитывая подробное описание этой структуры, осуществимо.

Существующая литература поддерживает, но не доказывает гипотезу о том, что крионика является осуществимым методом спасения жизней людей, которые в противном случае наверняка умрут. Необходимо дальнейшее изучение крионики техническим сообществом. Как должно быть очевидно из этой статьи, междисциплинарный анализ имеет важное значение для оценки ее осуществимости. Учитывая спасающую жизнь природу крионики, было бы трагично, если бы она оказалась осуществимой, но мало использовалась.

Благодарности

Приятная обязанность авторов — выразить признательность многим людям, которые прокомментировали или поддержали работу над этой статьей по мере ее разработки. Рецензенты были выбраны не из-за их мнений о крионике: некоторые поддерживают ее, некоторые нет, а некоторые воздерживаются от окончательного суждения. Хотя качество результата не могло бы быть достигнуто без их помощи, автор должен взять на себя ответственность за любые ошибки в окончательной версии. Автор хотел бы поблагодарить: Дэйва Бигельсена. Артура С. Кларка, Майка Дарвина, Тому Дональдсона, Эрика Дрекслера, Грега Фэхи, Стива Харриса. Леонарда Хейфлика, Хью Хиксона, Питера Мазура, Марка Миллера, Дэвида Пегга, Криса Петерсона, Эда Реджиса, Пола Сегалла, Лена Шара, Ирвина Собеля, Джима Саутхарда, Джима Стивенса и Леонарда Зубкоффа.

Ссылки

1. Ettinger R C W. The Prospect of Immortality. Sidgwick and Jackson, 1965.
2. Wowk B, Darwin M. Cryonics: reaching for tomorrow. Alcor. 12327 Doherty St. Riverside, CA 92503, USA, 1991.
3. Harris S B. Many are cold, but few are frozen: A Humanist looks at Cryonics. Free Inquiry, 9: 2. Spring. 19-24, 1989.
4. Fahy G M. Analysis of sol&cm effeds injury: mbbit renal car- tex frozen in the presence of dimeahyl sulfoxide. Cryobiology 17: 371-388, 5. 6. I. 8. 9. 10. 11. 12. 13. 14. 15. 16. 17. 18. 19. 20. 21. 1980.
5. Drexler K E. Engines of Creation. Anchor Press, 1986.
6. Dewdney A K. Nanotechnology: wherein molecular comput- ers control tiny circulatory submarines. Scientific American, 100-103, Jan 1988.
7. Foresight Update, a publication of tie Foresight Institute, Box 61058, Palo Alto. CA 94306, USA.
8. Feynman R. There’s Plenty of Room at the Bottom. A talk aI an annual meeting of the American Physical Society, De- cember 1959. Reprinted in Miniaturization (H D Gilbert, ed), Reinhold, New York. 282-296, 1961.
9. Hansma P K, Elings V B, Matti 0. Bracker C E. Scanning Tunneling Microscopy and Atomic Force Microscopy: Appli- cation to Biology and Technology. Science. 209-216, Get 14 1988.
10. Foster J S, Frommer J E. Amett P C. Molecular manipula- toin using a tunneling microswpe. Nature. 331,324-326, 1988.
11. Drexler K E. Molecular Engineering: Jan An Approach to the Development of General Capabilities for Molecular Manip- ulation. Proceedings of the National Academy of Sciences (USA), 78: 5275-78, 1981.
12. Drexler K E. Rod Logic and Thermal Noise in the Mechani- cal Nanocomputer. In: Proceedings of the ‘lXrd International Symposium on Molecular Electonic Devices. (F Ca*r ed), Elsevier 1988.
13. Drexler K E. Machines of Inner Space. In: 1990 Yearbook of Science and the Future, 160-177, Encyclopedia Britannica, Chicago 1989.
14. Pool R. A Small Revolution Gets Under Way. Science Jan 5 1990.
15. Eigler D M, Schweizer E K. Positioning Single Atoms with a Scanning Tunnelling Microscope. Nature 344,524-526, April 5, 1990.
16. The Invisible Factory. The Economist. 91. December 9. 1989.
17. Drexler K E. Nanosystems: Molecular Machinery, Manufac- turing and Computation. John Wiley 1992.
18. Armstrong J A. New Frontiers in Computing and Telecommu- nications. Creativity 10, 2 June 1991.
19. Pollack A. Atom by Atom, Scientists build ‘Invisible’ Ma- chines of Lhe Future. The New York Times, Science section, B7, Tuesday November 26, 1991.
20. Freitas R A, Gilbreath W P. Advanced Automation for Space Missions, Proceedings of the 1980 NASA/ASEE Summer Study. NTIS, US Department of Commerce, National Tech- nical Information Service. Springfield VA 22161.
21. Merkle R C. Self Replicating Systems and Molecular Manu- facturing. Journal of rhe British Interplanetary mitted). Society. (sub- 16 22.
22. Von Neumaun J. (Burks A W ed). Tbeory of Self Reproducing Autcxnata. University of llliiois Press, 1966. 23.
23. Watscn J D, Hopkins N H. Roberts J W. Steitx J A. Weiner A M. Molecular Biology of the Gene. 4th ed. Benjamin Cum- mings, 1987. 24. 25. 26. 27. 28. 29.
24. Landauer T K. How Much Do People Remember? Some Es- timates of the Quantity of Learned Information in Long-term Memory. Cognitive Science 10: 477-493, 1986.
25. Walker A E. Cerebral Death. Second Edition. Urban and Schwarxenberg 1981.
26. Maxur P. stopping Biological Time: The Freezing of Living Cells. Ann NY Acad Sci 541: 514-531. 1988.
27. Hayflick L Personal communication. 1991.
28. Pegg D. Principles of lissue Preservation. Transplantation. In: Progress Vol 2 (l’ J Morris and N L lilney eds) 69-l05.
29. Mazur P. Freexing of living cells: mechanisms and implica- tions. American Journal of Phvsioloev 247 (Cell Phvsioloav 16): Cl25-Cl42, 1984.
30. Pegg D E, Karow A M. The Biophysics of Organ Clyopreser- vation. Plenum. 1987.
31. Storey K B, Storey J M. Frozen and Alive. Scientific American, 263: 6.92-97.1990. 32. 33. 34. 35. 36. 37. 38. 39. 40. 41. 42. 43. 44. 45.
32. Darwin M, Hixm H, Leaf J. Postmortem examination of three crymic suspension patients. Alcor Life Extension Foundation. 12327 Dohetty Street, Riverside, Caliiomia, 92503.
33. The Cryobiological Case for Crymics. Cryonics. March 1988. Alcor, 12327 Doherty Street, Riverside, CA 92503.
34. Suda I, Kilo K, Adachi C. Viability of Long Term Frozen Cat Brain in Vitro. Nature 212,268, Gctober 15,268.
35. Suda I, Kim K, Adachi C. Bioelectric discharges of isolated cat braii after revival from years of frozen storage. Brain Research 70: 527-531.1974.
36. Hayat M A. Fixation for Electron Microscopy. Press, 1981. Academic
37. Olson C B. A Possible Cure for Death. Medical Hypotheses 26: n-84,1988.
38. Nordstrom C H, Siesjo B K. Neurahemical lschemic Determinants Cell Damage. In: Protection of the Brain frun ls- chenia. (P R Weinstein and A A Faden eds). Williams and W&ens p49-66.1990.
39. Hossmm K A. Hemodynamics of Postischemic Reperfusim of the Bmin. In: Protection of the Brain from lschemia. (P R Weinstein and A A Faden eds). Williams and Wilkens, p21-36, 1990.
40. Hossman K A. Post-iscbemic lective vulnerability resuscitation of the brain: seversus global resistance. In: Progress in Brain Research (K Kogure, Hossman, B K Siesjo and F A Welsh), 63: 3-17. 1985.
41. Hossmenn K A. Resuscitation potentials after prolonged global cerebral ischemia in cats. Critical Care Medicine, 16: lo: 964-971,1988.
42. Bowen I D. Lockshin R A. Cell Death in Biology and Pathology. Chapman and Hall, 1981.
43. Kalimo H, Garcia J H. Kamijyo Y. Tanaka J, Trump B F. The of ‘Brain Death’, II. Electron Microscopy of Feline Cortex after Complem Ischemia. Virchows Archiv B Cell Path. 25,207~220, 1977.
44. Hawkins H K. Ericsson J L E. Biberfeld P, Trump B F. Lysosome and Phagosome Stability in Lethal Cell Injury. Am J Pathol68: 255-288, of Undegraded 1972.
45. Morrison M R. Griffin S T. Tbe isolation and in Vitro translation of Undegraded Messenger RNAs from Human Postmortem Brain. Analytical Biochemistry 113,318-324,1981. 
46. Shepherd G M. Neurobiology. Oxford 1983.
47. Kandel E R. Schwartz, J H. Principles of Neural Science. 2nd ed. Elsevier, 1985.
48. Squire L R. Memory and Brain. Oxford University Press, 1987.
49. Lynch G. Synapses, Circuits and he Beginnings of Memory. MIT Press, 1986.
50. Turner A M, Greenough W T. Differential Rearing Effecrs m Rat Visual Conex Synapses. I. Synaptic and Neuronal Density and Synapses per Neuron. Brain Research, 329: 195-203. 1985.
51. Greenough W T, Bailey C H. The anatomy of a memory: convergence of resuhs across a diversity of tests. Trends in Neuroscience 11: 4: 142-147.1988.
52. Bailey C H, Chen M Morphological basisof long-term habituation and sensitization in Aplysia. Science 220: 91-93, 1 April 1983.
53. Mire R R. The microcomputer search. Elsevier 1985.
54. Sasaki-Sherrington S E, Jacobs J R, Stevens J K. Intracellular control of axial shape in non-uniform neurites: a serial electron microscopic analysis of organelles and mictiubules in Al and Al1 retinal amacrine neurites. Journal of Cell Biology 98: 1279-1290, April 1984.
55. Merkle R C. Large Scale Analysis of Neural Structures. Xerox Technical Report CSL-89-10, November 1989. Xerox Corporation, Palo Alto Research Center, 3333 Coyote Hill Road, Palo Alto, CA 94304. USA.
56. Merkle R C. Molealar Repair of the Brain. Cryonics 10: 21-44. Alcor Life Extension Foundation, 12327 Doherty Street, Riverside, California 925(13, USA, October 1989.
57. Hayat M A. Principles and Techniques of Electron Microscopy: Biological Applications. 3rd ed. CRC Press, 1989.
58. Pool R. ‘lhe Children of the STM. Science 634-636, Feb 9, 1990.
59. Williams C C, Wickramasinghe H K. Microscopy of Chemical Potential 317-319,22 Variations m an Atomic Scale. Nature 344: March 1990.
60. Betzig E, Tramman J K. Harris T D, Weiner J S. Kostelak R L Breaking the Diffraction Barrier: Optical Microscopy on a Nanometric Scale. Science 251: 1468.22 March 1991.
61. Bennet C H, Landauer R. The fundamental physical limits of computation. Scientific American 253: 48-56, July 1985.
62. Fredkin E, Toffdi T. Conservative Logic. International Journal of Theoretical Physics. 21: 3/4: 219-253, 1982.
63. Benneu C H. Notes on the History of Reversible Computation. IBM Journal of Research and Development, 32: 1: Jan 1988.
64. Moravec H. Mind Children. Harvard University Press. 1988.
65. Likhamv K K. Classical and Quantum Limitatims m Energy Consumptim in Computation. International Journal of ‘lheoretical Physics 21: 314: 1982.
66. Merkle R C. Two Types of Mechanical Reversible Logic. Nanotechnology (suhniued).
67. Merkle R C. Reversible Blectronic Logic Using Switches. Nanotecbnology (submitted).
68. Carter F. Proceedings of the Third lnlemational Symposium m Molecular Electmnic Devices. Elscvier 1988.
69. Landauer R. Dissipation and noise immmity in computatim and communication. Namre 335: 779.27 October 1988.
70. Musgrave C, Peny J. Merkle R C. Goddard W A. ‘Ibeomtical analysis of a site-specific hydrogen abstraction mol. Nanotechnology. April 1992.

.
 

.