Как будет работать живой протез?

Эту концепцию немного сложно объяснить, практически что-то вроде симбиоза, в котором два организма развиваются вместе, один получает транспорт, почти бесплатные питательные вещества и относительную безопасность, а другой получает возможность восполнить утраченные конечности телом определенной части. тела из «живого протеза».

Я думаю, что вид протезного существа получит наибольшую пользу, поскольку большую часть времени вы будете уверены в еде, транспорте и безопасности, если только «держатель» не потерял конечность, а в остальное время он просто лежит где-то внутри держателя или обернутый вокруг тела.

Но для этого потребовалось бы, чтобы протезное существо могло заклеить возможную рану, адаптироваться к форме конечности, которую требует «держатель», и правильно использоваться для замены потерянной конечности, я имел в виду, что движения могут контролироваться " держатель".

Но я не знаю о жизнеспособности этого и о том, как будут работать различные подразумеваемые механизмы.

Указанные признаки являются основой концепции по данному вопросу, «протез» и «держатель» должны представлять собой симбиоз, почти как единое существо. Протез не обязательно должен иметь точную форму предыдущей конечности, «держатель» мог потерять руку, но «протез» превращается в щупальце и в результате полезные для «держателя» могут быть сохранены.

Необязательный дополнительный вопрос: какой сценарий сделает это жизнеспособным, если нет?

сегодня существуют живые протезы, они называются донорскими трансплантатами конечностей
Это довольно крутая концепция! Вопрос - Какого года ты родом, путешественник во времени? :О
Это не полный ответ, поэтому я оставлю его в качестве комментария: я бы посоветовал вам исследовать костные винты. Много исследований и разработок проводится для разработки биосовместимых хирургических винтов, которые растворяются в организме и заменяются естественной тканью. Ознакомьтесь с этой статьей PopSci, чтобы начать, если вам интересно: popsci.com/science/article/2010-03/…
Этот «вид» может быть производным стволовых клеток человека, способных дифференцироваться в любой орган.
Они не будут развиваться сами по себе, поскольку они будут видоспецифичными, тогда они должны быть индивидуальными (адаптируясь к конкретной утраченной конечности/органу) и должны быть в состоянии воспроизвести функциональность другого виды (суставы, мышцы). Самое близкое, что я вижу в развитии, — это worldbuilding.stackexchange.com/questions/181423/…
Выслушайте меня: генетически сконструированные вши, поедающие язык , которые могут копировать человеческие конечности вместо рыбьих языков (также почти невозможно заставить такое существо эволюционировать естественным путем, лучше всего было бы, по крайней мере, стимулировать искусственный отбор на подобных паразитических существах). Также помогает ли это маленькое паразитическое существо объяснить вашу концепцию?
Почитайте Терри Пратчетта "Темная сторона солнца", там есть что-то подобное
@АпексПрожект. Эти ракообразные — действительно хороший тому пример.

Ответы (3)

Симбиотические псевдостволовые клетки:

Чтобы это сработало, оно должно быть немного медленнее, чем вы себе представляете. Я сделал что-то подобное с нанитами. Я представляю себе симбиота, который имеет в теле организма дополнительные функции, связанные с исцелением. У симбиота есть похожий на мозг центр, который запоминает физическое расположение и ткани своего хозяина и каким-то образом может копировать все его ткани. Рост может быть сложным, и он может не запомнить хозяина, пока он не станет взрослым. Всякий раз, когда хозяин получает травму, симбиот прыгает и пытается восполнить недостающую ткань, выращивая замену, повторяющую хозяина. Замена будет расти больше как масса стволовых клеток, мигрирующих во внеклеточный матрикс. Только в этом случае симбиот должен был бы обеспечить свой собственный внеклеточный матрикс в виде памяти.

Вероятно, это будут отношения на всю жизнь, поэтому хозяин не признает симбиота чужеродным и не отвергает клетки симбиота. Фактическая роль симбиота может быть даже не видна до тех пор, пока хозяин не получит серьезную травму, или симбиот не заполнит потерянную кожу и так далее в течение многих лет. Точная форма зависит от вас.

Таким образом, когда хозяин теряет руку, симбиот мигрирует в это место большое количество псевдостволовых клеток, и требуется какая-то обратная связь, чтобы направлять рост этих клеток, чтобы вырастить новую руку на месте потерянной. . Функционально это будет больше похоже на то, что человек регенерирует, чем получает протез. Поскольку функциональность будет точно имитировать хост, нервы могут совпадать и т. д.

Если бы симбиот ТОЧНО копировал хозяина (имитируя до уровня ДНК), вы бы даже не смогли отличить новую конечность от старой. Если бы симбиот просто копировал функциональность хозяина, новая конечность была бы другого цвета, текстуры и т. д.

  • ПРИМЕЧАНИЕ. Это также может быть лекарством от старения. По мере того, как хозяин становится все старше и старше, изнашиваемые части хозяина постепенно заменяются симбиотом. В конце концов, будет трудно определить, где заканчивается хозяин и начинается симбиот.
  • Это также является хорошим приближением к тому, как могут работать реалистичные люди из «Вторжения похитителей тел». Что-то думать о.
Возможно, как альтернатива: симбионт не находится внутри тела, а является внешним существом. При потере конечности он, вероятно, может найти некоторые стволовые клетки в остатках костного мозга или мог ранее вторгнуться в хозяина и извлечь некоторые из них. Если он может извлекать питательные вещества из раны, например, оставляя ее открытой и питаясь кровью, когда она течет в область раны, то вместо этого он может фактически стать био-3D-принтером на ране. Я бы представил существо типа улитки/осьминога, использующее тело в качестве опоры для себя и своих частей, чтобы создать хорошее уплотнение раны.
@Demigan Это могло бы сработать, если бы внешнее существо могло отключить иммунную систему хозяина. Тогда это будет работать только для частей тела, которые могут быть отражены с недостающей частью на другой стороне (он способен понимать двустороннюю симметрию), поскольку он не помнит, как хозяин выглядел раньше.
Я думаю, что внешнее существо могло бы иметь больше информации о теле. ДНК не создает план тела напрямую, а полуслучайно активирует и деактивирует последовательности. Цыплята создают хвостовую часть на стадии зародыша, затем срабатывает одна последовательность, и хвост снова поглощается. Остановите эту последовательность, и хвост останется. Это затрудняет истинное знание плана тела, если у вас нет мозга, чтобы составить его карту напрямую, как у внешнего симбионта. Возможно, симбионт сможет использовать стволовые клетки для копирования рецепторов, которые помечают симбионта как принадлежащего телу, чтобы избежать иммунного ответа.
Это очень интересный ответ, заставляет вспомнить комикс Венома.

Стена текста, но необходимо, я думаю. Чтобы протез работал с момента отрыва конечности, вам нужно несколько систем, чтобы протез работал:

  1. он должен быть в состоянии идентифицировать и охватить рану.
  2. он должен быть в состоянии определить, какой конечностью он должен быть.
  3. он должен быть в состоянии закрепиться на конечности, не вызывая отторжения от тела
  4. он должен уметь распознавать сигналы движения.
  5. он должен быть в состоянии прокормить себя до прикрепления.
  6. он должен быть в состоянии прокормить себя, как только он будет прикреплен.
  7. он должен быть в состоянии адаптировать свою мышечно-скелетную структуру, чтобы стать любой конечностью, которой он должен быть (при условии, что нет специальных протезов для разных конечностей).
  8. он должен быть в состоянии создать уплотнение вокруг конечности, к которой он прикреплен.
  9. он должен иметь возможность увеличиваться/уменьшаться до нужного размера после прикрепления.
  10. Бонус: возможность сигнализировать о таких вещах, как тепло, давление, ноцицепция, напряжение в костях и мышечных положениях, телу хозяина для правильной проприоцепции.
  11. Бонус: возможность стимулировать рост тела и замену потерянной ткани.

Это большой список вещей, которые он должен выполнить. Я попытаюсь пройтись по ним один за другим, предполагая, что живое существо может позаимствовать любую характеристику животного для выполнения своей задачи.

  1. Ваш Живой протез (LP) не должен случайно идентифицировать большую царапину, которая отрывает верхнюю часть кожи, как оторванную конечность. Самым простым решением будет рудиментарный глаз, который может найти рану, и «рот», который может попробовать рану на вкус. Если он идентифицирует такие вещи, как кровь, частицы кости, синовиальную жидкость и другие маркеры, которые сочетаются с повреждением кости или сустава, он прикрепится сам.
  2. LP должен иметь в уме шаблон существа, к которому он привязан, и способ чувствовать или видеть своего хозяина целиком. Я бы предложил щупальце, которое поднимается через ваше тело, используя само тело в качестве опоры. Это также означает, что LP может определить, был ли он прикреплен к отрубленной конечности или что-то вырвало глубокий кусок из тела. Затем он может адаптировать то, что он будет делать, и не дать людям ходить с третьей ногой.
  3. Массовая борьба в современном протезировании. Вам нужно обойти иммунную систему хозяина, но все же что-то прикрепить. Возможно, это было бы возможно, создав костный выступ в теле хозяина и врастив его в кость хозяина (или противоположный конец сустава). Затем стимулируйте тело хозяина, чтобы создать толстую фасцию (сухожильную мембрану) между хозяином и LP, чтобы разделить их с минимально возможной вероятностью отторжения.
  4. Если LP уже может распознать, какую конечность он заменяет, он также может попытаться найти нервы, отвечающие за движение. Используя способность акул идентифицировать электромагнитные нарушения нервной деятельности, щупальце могло определить, какое движение может потребоваться телу хозяина. Другая (группа) щупалец может двигаться к другой конечности и проверять, как электромагнитные изменения перемещают эту конечность в качестве шаблона для себя. Для LP разумно иметь щупальца рядом с позвоночником и всеми другими конечностями, чтобы дать ему больше информации и предвидеть такие вещи, как потребность в равновесии.
  5. Либо хосты носят их с собой и кормят до того, как кто-то потеряет конечность, либо у LP есть собственное обычное тело, которое он контролирует. Как только ему нужно прикрепиться, он может быстро сбросить большую часть своего тела, как саламандра свой хвост. Более фантастическая альтернатива состоит в том, что LP функционирует как улей для ряда насекомых, которые живут внутри него, насекомые находят и убивают пищу, как другие насекомые или мед, чтобы кормить LP и себя.
  6. Либо идея с насекомым остается в силе, либо LP необходимо создать обратный эффект пуповины со своим хозяином. Если предположить, что это гуманоидный вид, то и у мужчин, и у женщин была прикреплена пуповина, которая была частично их собственной, а частично материнской. Фасция, которая разделяет LP и хозяина, будет содержать множество кровеносных сосудов хозяина, против которых LP будет выращивать свои зеркальные кровеносные сосуды, чтобы обмениваться питательными веществами, витаминами и частью иммунного материала. Возможно, полость в кости, соединяющую LP и хозяина, можно было бы с большей готовностью использовать для полной пуповины, не рискуя массивным иммунным ответом хозяина.
  7. Рука сильно отличается от ноги. Поскольку LP, скорее всего, потребуется период адаптации, чтобы правильно понять, какие сигналы означают, какое движение он может использовать в это время, чтобы также создать рудиментарные формы конечности, которую ему нужно заменить, а затем начать долгий (месяцы) процесс, чтобы правильно преобразовать себя. до полностью функционирующей конечности.
  8. «Рот» существа имел бы губы с улиткообразной структурой. Эта улиткообразная структура будет перемещаться по коже, чтобы полностью закрыть рану, выделяя слизь и фагоциты для борьбы с любыми бактериями и вирусами, которые пытаются пройти. Это может быть немного грубо, но, вероятно, было бы разумно медленно выталкивать слизь наружу, делая край рта грязным, но уменьшая риск попадания инфекции в рану.
  9. Если он может изменить свою форму, это не должно быть большой проблемой. Потенциально он может передать материал доступа через пуповину хозяину, чтобы ускорить выздоровление и уменьшить количество пищи, которую должен съесть хозяин. В противном случае ему нужно потреблять пищу от хозяина, чтобы расти в размерах.
  10. Немного надуманный, LP мог бы попытаться стимулировать старые нервы. К сожалению, зная, на каком именно нерве произошло то, что очень трудно определить. Какой нерв вызвал какое ощущение и для какой части тела, почти невозможно выяснить, когда он перерезан, и не отражается точно в другой конечности (конечностях). Я сомневаюсь, что это возможно, даже если LP может полностью обойти иммунную систему хозяина и напрямую подключиться к нервам.
  11. Чрезвычайно сложно и, вероятно, невозможно, по крайней мере, не с легкостью. Например, вам нужно будет прикрепить мышцы к чему-то, пока они растут, в то время как тело стимулируется думать, что оно пытается залечить крошечную щель именно в той форме, в которой оно должно быть.

своего рода симбиоз, при котором два организма эволюционируют вместе, один получает транспорт, почти бесплатные питательные вещества и относительную безопасность, а другой получает возможность дополнять утраченные конечности телом определенной части тела из «живого протеза».

Разве служебная собака уже не делает что-то похожее на то, о чем вы просите?

Возьмем пример служебных собак для слепых: они становятся глазами своего хозяина, получают пищу и кров.

Служебная собака будет квалифицироваться как ортез (поддержка человеческого тела, например, инвалидная коляска или трость), а не как протез (замена частей человеческого тела). В «Железном человеке» он говорит не то, утверждая, что его костюм — это усовершенствованный протез, а не ортез.