Vậy thì công nghệ nano sẽ giúp đạt được điều này như thế nào? Theo quan điểm của tôi, mục tiêu dài hạn là tạo ra những nanobot y khoa. Chúng sẽ được tạo ra bằng những kết cấu kim cương với cảm biến, máy tính, chi tiết liên lạc và hệ thống can thiệp, thậm chí có cả nguồn điện nữa. Dễ tưởng tượng nhất là coi những nanobot này như những tàu ngầm siêu nhỏ chạy trong dòng máu của con người. Nhưng ở kích thước nano, cần phải xác định lại quy tắc vật lý. Vật thể đủ nhỏ thì nước cũng là một dung môi rất mạnh, và những phân tử oxide phản ứng hoá học rất nhạy và mạnh, nên sẽ cần những loại vật liệu siêu bền.

Rồi sau khi tạo ra được những “tàu ngầm nano” tự di chuyển được trong mạch máu, sẽ cần tính đến lực cản chất lỏng. Ở kích thước nano mét, chất lỏng có lực ma sát rất lớn, các bạn cứ thử tưởng tượng bơi trong bơ lạc chứ không phải bơi trong nước. Vậy nên những nanobot này sẽ phải ứng dụng nhiều phương pháp đẩy khác nhau. Tương tự như vậy, vì kích thước, nanobot khó có thể lưu trữ đủ dữ liệu hoặc hiệu năng xử lý để tự triển khai những tác vụ sửa chữa nội tạng và cơ thể người một cách đơn lẻ. Vậy nên chúng phải được thiết kế để hấp thụ được năng lượng xung quanh, hoặc nghe lệnh điều khiển từ bên ngoài, hoặc kết hợp hiệu năng tính toán của hàng tỷ nanobot lại với nhau.

Và để sửa chữa các cơ quan nội tạng cũng như cơ thể con người, cần lượng nanobot khổng lồ, mỗi nanobot có kích thước ngang ngửa một tế bào trong cơ thể. Ước tính sát nhất hiện giờ, là cơ thể con người được tạo ra từ vài chục nghìn tỷ tế bào sinh học. Nếu tính tỷ lệ 1 nanobot trên 100 tế bào, thì sẽ tần vài trăm tỷ nanobot để chữa bệnh cho con người. Tỷ lệ bao nhiêu là hiệu quả vẫn còn chưa chắc chắn. Có khi nào khoa học đủ tiến bộ để 1 nanobot cai quản và sửa chữa được cho hàng chục nghìn tế bào?

Sửa chữa tế bào

Một trong những tác động chính của quá trình lão hoá là khả năng hoạt động của nội tạng giảm đi, vì thế một trong những nhiệm vụ chủ yếu của những nanobot này sẽ là sửa chữa nội tạng con người. Bên cạnh việc mở rộng vùng vỏ não mới, nanobot sẽ phải đảm nhiệm được vai trò hỗ trợ những cơ quan nội tạng không thuộc hệ thần kinh cấp chất dinh dưỡng và các hoá chất hiệu quả vào đường máu, hoặc loại bỏ những chất có hại khỏi cơ thể.

Bằng cách kiểm soát và theo dõi nguồn dưỡng chất thiết yếu nuôi sống cơ thể, điều chỉnh hàm lượng những dưỡng chất ấy nếu cần, và kiểm soát kết cấu tế bào của từng cơ quan nội tạng, nanobot sẽ có thể giữ cơ thể con người khoẻ mạnh vô thời hạn. Rồi sau cùng, nanobot cũng hoàn toàn có khả năng thay thế chức năng của chính những cơ quan nội tạng trong cơ thể con người nếu cần hoặc nếu muốn.

Nhưng nanobot sẽ không chỉ đơn giản bị giới hạn vào việc vận hành cơ thể. Chúng cũng có thể dùng để điều chỉnh nồng độ nhiều hợp chất trong máu theo cách hợp lý và tối ưu hơn cả lúc bình thường. Hormone có thể được tinh chỉnh để giúp con người có nhiều năng lượng hơn, tập trung tốt hơn, từ đó tăng tốc quá trình tự chữa lành của chính cơ thể con người. Nếu chỉnh hormone mà giúp con người chỉ ngủ 2 đến 3 tiếng mỗi ngày nhưng chất lượng giấc ngủ ngang ngửa với 8 tiếng, con người sẽ tiết kiệm được rất nhiều thời gian. Nếu một người chỉ cần ngủ 7 tiếng thay vì 8 tiếng mỗi ngày, họ sẽ có thêm 5 năm cuộc đời để làm mọi thứ họ muốn.

Rồi kết cục là sử dụng nanobot để kiểm soát và “bảo trì” cơ thể cũng sẽ giúp ngăn chặn được cả những dịch bệnh nghiêm trọng, vì nanobot thừa khả năng lựa chọn để “bảo trì” hoặc “tiêu diệt” những loại tế bào nhất định. Đó sẽ là thời điểm con người thực sự kiểm soát được sinh học cơ thể người, ngành dược sẽ trở thành thứ khoa học chính xác không có một chút tác dụng phụ nào.

Kiểm soát bộ gene

Nếu nanobot kiểm soát được mọi khía cạnh cơ thể người vận hành, thì chúng ta cũng sẽ kiểm soát được hoàn toàn bộ gene. Ở thể tự nhiên, những tế bào tái sinh bằng cách copy dữ liệu DNA trong mỗi nhân tế bào. Nếu có vấn đề trong chuỗi DNA trong một nhóm tế bào, không có cách nào chỉnh sửa ngoại trừ việc cập nhật thông tin DNA mới cho từng tế bào đơn lẻ. Lúc này, cứ khi xuất hiện đột biến trong từng tế bào đơn lẻ, toàn bộ cơ thể có khả năng gặp nguy hiểm. Nếu bất kỳ đột biến trong tế bào nào cũng được nhân bản, thì cơ thể không thể sống sót được.

Nhưng sự phi tập trung của sinh học là một thách thức lớn với loài người. Chúng ta hiện giờ có thể chỉnh sửa DNA của một tế bào rất hiệu quả, nhưng lại chưa hoàn thiện được công nghệ nano cho phép tuỳ chỉnh DNA của toàn bộ cơ thể một cách nhanh chóng.

Thay vào đó, nếu mã DNA của mỗi tế bào được một máy chủ trung tâm quản lý, chúng ta có thể đổi mã DNA giống hệt như lúc cập nhật phần mềm từ máy chủ ấy. Hoàn toàn có khả năng để nanobot bắt chước nhân tế bào, nanobot này sau đó nhận thông tin DNA từ máy chủ, rồi tái tạo lại chuỗi DNA theo ý muốn của con người.

Các bộ phận khác của hệ thống tổng hợp protein, chẳng hạn như ribosome, có thể được cải thiện theo cùng một cách. Nhờ đó, chúng ta có thể chỉ cần tắt hoạt động của DNA bị trục trặc, nếu như nó gây ra ung thư hay rối loạn di truyền. Máy tính nano duy trì quá trình này cũng sẽ triển khai các thuật toán sinh học chi phối biểu sinh học—cách gen được biểu hiện và kích hoạt. Tính đến đầu những năm 2020, chúng ta vẫn còn nhiều điều phải tìm hiểu về biểu hiện gen, nhưng AI sẽ cho phép chúng ta mô phỏng nó đủ chi tiết vào thời điểm công nghệ nano trưởng thành để nanobot có thể điều chỉnh chính xác. Với công nghệ này, chúng ta cũng có thể ngăn ngừa và đảo ngược sự tích tụ của các lỗi phiên mã DNA, đây là nguyên nhân chính gây ra lão hóa.

Chữa bệnh trước cả khi phát hiện ra bệnh

Nanobot cũng sẽ hữu ích trong việc vô hiệu hóa các mối đe dọa cấp bách đối với cơ thể, ví dụ như tiêu diệt vi khuẩn và vi-rút, ngăn chặn các phản ứng tự miễn dịch, hoặc khoan qua các động mạch bị tắc. Trên thực tế, nghiên cứu gần đây của Đại học Stanford và Michigan State đã tạo ra một hạt nano có thể tìm thấy các tế bào đơn nhân và đại thực bào gây ra mảng xơ vữa động mạch và loại bỏ các tế bào đó. Nanobot thông minh sẽ hiệu quả hơn rất nhiều. Ban đầu, các phương pháp điều trị như vậy sẽ do con người khởi xướng, nhưng cuối cùng chúng sẽ được thực hiện một cách tự động; các nanobot sẽ tự thực hiện các nhiệm vụ và báo cáo các hoạt động của chúng (thông qua giao diện AI điều khiển) cho những người theo dõi chúng.

Khi AI có khả năng hiểu rõ hơn về sinh học của con người, chúng ta có thể gửi các nanobot đến để giải quyết các vấn đề ở cấp độ tế bào từ rất lâu trước khi các bác sĩ ngày nay có thể phát hiện ra chúng. Trong nhiều trường hợp, điều này sẽ cho phép ngăn ngừa các tình trạng vẫn chưa được giải thích vào năm 2023.

Ví dụ, ngày nay, khoảng 25 phần trăm các cơn đột quỵ do thiếu máu cục bộ là “ẩn” – chúng không có nguyên nhân nào có thể phát hiện được. Nhưng chúng ta biết chúng phải xảy ra vì một lý do nào đó. Các nanobot tuần tra mạch máu có thể phát hiện các mảng bám nhỏ hoặc khiếm khuyết về cấu trúc có nguy cơ tạo ra cục máu đông gây đột quỵ, phá vỡ các cục máu đông đang hình thành hoặc báo động nếu đột quỵ đang âm thầm diễn ra.

Cũng giống như tối ưu hóa hormone, vật liệu nano không chỉ cho phép chúng ta phục hồi chức năng cơ thể bình thường, thậm chí còn có thể tăng cường chức năng này vượt xa những gì mà chỉ riêng sinh học của chúng ta có thể làm được.

Thay máu bằng nanobot?

Với những khả năng dự đoán của nanobot, con người hoàn toàn có thể thay thế dòng máu bằng nanobot. Đồng chủ tịch Robert A. Freitas của khoa công nghệ nano đại học Singularity vừa đăng ký bằng sáng chế tế bào nano hồng cầu nhân tạo. Theo tính toán của Freitas, với hồng cầu nhân tạo được đặt tên là respirocyte này trong huyết quản, con người có thể nín thở trong vòng 4 giờ đồng hồ liên tục.

Sau máu nhân tạo sẽ là phổi nhân tạo, cung cấp oxy hiệu quả hơn cho các cơ quan nội tạng, khoẻ hơn cả hệ thống hô hấp tự nhiên của con người. Rồi thậm chí những trái tim làm từ công nghệ nano cũng sẽ giúp con người miễn nhiễm khỏi những cơn đau tim, tình trạng ngừng tim do chấn thương sẽ không còn tồn tại.

Tuy nhiên, vai trò quan trọng nhất của công nghệ nano trong cơ thể chúng ta sẽ là tăng cường não bộ – não bộ cuối cùng sẽ trở thành một thực thể với 99.9% cấu thành từ vật liệu nano. Có hai con đường riêng biệt để điều này xảy ra. Một là đưa nanobot dần dần vào chính mô não. Chúng có thể được sử dụng để sửa chữa tổn thương hoặc thay thế các tế bào thần kinh đã ngừng hoạt động. Con đường còn lại là kết nối não bộ với máy tính, vừa cung cấp khả năng điều khiển máy móc trực tiếp bằng suy nghĩ của chúng ta vừa cho phép chúng ta tích hợp các lớp kỹ thuật số của vỏ não mới trên đám mây. Điều này sẽ vượt xa trí nhớ tốt hơn hoặc suy nghĩ nhanh hơn.

Vào những năm của thập niên 2040 và 2050, chúng ta sẽ tái tạo cơ thể và não bộ của mình để vượt xa khả năng của cơ thể sinh học, bao gồm cả khả năng sao lưu và tồn tại của chúng. Khi công nghệ nano cất cánh, chúng ta sẽ có thể tạo ra một cơ thể được tối ưu hóa theo ý muốn: Chúng ta sẽ có thể chạy nhanh hơn và lâu hơn nhiều, bơi và thở dưới đại dương như cá, và thậm chí tự tạo cho mình đôi cánh hoạt động nếu chúng ta muốn. Chúng ta sẽ suy nghĩ nhanh hơn hàng triệu lần, nhưng quan trọng nhất là chúng ta sẽ không phụ thuộc vào sự sống còn của bất kỳ cơ thể nào để bản thân tồn tại.

Theo Wired