120歳まで生きる秘訣は?ナノボット
レイ・カーツワイル著 バックチャネル 2024年6月13日
得異性は近い。 レイ・カーツワイルは、2005年に出版した(中略)有名な本の精神的続編である『特異性は近い:私たちがAIと融合するとき』で、不老不死の約束を倍増させている。
私たちは今、健康上の課題を克服するために、現在の医薬品や栄養学の知識を応用する第一世代の後期にいる。2020年代には、バイオテクノロジーとAIの融合による延命の第2段階が始まる。2030年代には、ナノテクノロジーを利用して生物学的臓器の限界を完全に克服する、延命の第3段階が始まる。この段階に入ると、私たちは大幅に寿命を延ばし、通常の人間の限界である120年をはるかに超えることができるようになる。
120歳以上生きたと記録されているのは、122歳まで生存したフランス人女性ジャンヌ・カルマンただ一人だけである。では、なぜ人間の寿命はこれほどまでに制限されているのだろうか?高齢者は毎年、アルツハイマー病、脳卒中、心臓発作、がんなどの一定のリスクに直面し、こうしたリスクにさらされて十分な年月が経てば、誰もがいずれは何らかの原因で死亡する。しかし、実際はそうではない。保険数理上のデータによれば、90歳から110歳まで、翌年に死亡する確率は毎年約2%ポイント上昇する。例えば、97歳のアメリカ人男性が98歳までに死亡する確率は約30%で、そこまで行けば99歳までに死亡する確率は32%である。しかし、110歳以降、死亡リスクは年間約3.5ポイント上昇する。
医師たちはこう説明する。 110歳前後になると、高齢者の身体は、若い高齢者の老化とは質的に異なる方法で壊れ始める。スーパーセンテナリアン(110歳以上)の老化は、単に成人後期の統計的リスクと同じ種類の継続や悪化ではない。その年齢の人々も通常の病気によるリスクを毎年抱えているが(これらのリスクの悪化は超高齢者では減速するかもしれないが)、さらに腎不全や呼吸不全のような新たな課題に直面する。これらは多くの場合、生活習慣や病気の発症の結果ではなく、自然に起こるようだ。体が壊れ始めるのだ。
この10年間、科学者や投資家たちは、その原因を突き止めることに真剣に取り組み始めた。この分野の代表的な研究者の一人が、LEV(Longevity Escape Velocity:寿命 逃走速度)財団の創設者である生物老年学者オーブリー・デ・グレイである。デ・グレイの説明によれば、老化とは自動車のエンジンの摩耗のようなもので、システムの正常な作動の結果として蓄積される損傷である。人体の場合、そのダメージの大部分は、細胞代謝と細胞再生産の組み合わせから生じている。代謝は細胞内やその周囲に老廃物を作り出し、酸化によって構造物を損傷する(車の錆と同じだ!)。若いうちは、私たちの身体はこの老廃物を除去し、ダメージを効率的に修復することができる。しかし、年齢を重ねるにつれて、私たちの細胞のほとんどは何度も再生産を繰り返し、エラーが蓄積していく。最終的には、身体が修復するよりも早くダメージが蓄積し始める。
唯一の解決策は、老化そのものを治すことだと長寿研究者は主張する。つまり、老化によるダメージを個々の細胞や局所組織のレベルで修復する能力が必要なのだ。これを実現する方法については、さまざまな可能性が模索されているが、私は最も有望な究極の解決策はナノロボットだと考えている。
そして、このような技術が完全に成熟するまで待つ必要はない。アンチエイジングの研究が毎年少なくとも1年ずつ寿命を延ばすのに十分なほど長生きできれば、ナノメディシンが残りの老化現象を治療するのに十分な時間を稼ぐことができる。これが長寿脱出速度である。オーブリー・デ・グレイが「1000歳まで生きる最初の人物は、すでに誕生している可能性が高い」とセンセーショナルに宣言した背景には、このような理由がある。2050年のナノテクノロジーによって、100歳の人が150歳まで生きられるだけの老化問題が解決されれば、2100年までの間に、その年齢で起こるかもしれない新たな問題を解決することができるだろう。その頃にはAIが研究において重要な役割を果たしているため、その間の進歩は指数関数的なものになるだろう。したがって、これらの予測は確かに驚くべきものであり、直線的な思考をする私たちの直感には不合理に聞こえるかもしれないが、私たちにはこのような未来があり得ると考える確かな理由があるのだ。
私は長年、延命について何度も話し合ってきたが、この考えはしばしば抵抗にあう。病気で命を絶たれた人の話を聞くと、人々は動揺する。しかし、一般的にすべての人間の命を延ばす可能性に直面すると、否定的な反応を示す。「無期限に生き続けることを考えるには、人生はあまりにも困難だ」というのが一般的な反応である。しかし、肉体的、精神的、霊的な苦痛を伴わない限り、一般的に人は自分の人生を終わらせたくはない。そして、もし彼らがあらゆる次元で現在進行中の生命の改善を吸収するならば、そのような苦痛のほとんどは軽減されるだろう。つまり、人間の生命を延長することは、それを大幅に改善することでもあるのだ。
しかし、ナノテクノロジーは実際にどのようにしてこれを可能にするのだろうか?私の考えでは、長期的な目標は医療用ナノロボットだ。これは、センサー、マニピュレーター、コンピューター、通信機、場合によっては電源を搭載したダイヤモンド状の部品から作られる。ナノボットを、血流の中を疾走する小さな金属製ロボット潜水艦のように想像するのは直感的だが、ナノスケールの物理学では大幅に異なるアプローチが必要になる。このスケールでは、水は強力な溶媒であり、酸化剤分子は反応性が高いため、ダイアモンドのような強力な材料が必要になる。
また、マクロスケールの潜水艦は液体の中をスムーズに進むことができるが、ナノスケールの物体では、流体力学は粘着性の摩擦力に支配される。ピーナッツバターの中を泳ごうとすることを想像してみてほしい!そのため、ナノボットは異なる推進原理を利用する必要がある。同様に、ナノボットはおそらく、独立してすべてのタスクを達成するのに十分なオンボード・エネルギーやコンピューティング・パワーを蓄えることはできないだろう。そのため、周囲からエネルギーを引き出し、外部からの制御信号に従うか、互いに協力して計算を行うように設計する必要がある。
私たちの体を維持し、健康問題に対処するためには、それぞれが細胞ほどの大きさの、膨大な数のナノボットが必要になる。入手可能な最善の推定によれば、人体は数十兆個の生物細胞でできている。仮に100個の細胞につき1個のナノボットで自分自身を増強するとすれば、これは数千億個のナノボットに相当する。しかし、どのような比率が最適なのかはまだわからない。例えば、細胞対ナノボットの比率が数桁大きくても、高度なナノボットが効果を発揮することが判明するかもしれない。
老化の主な影響のひとつは臓器の性能低下であるため、これらのナノボットの重要な役割は、臓器の修復と増強になるだろう。大脳新皮質を拡張すること以外には、主に非感覚器官が効率的に血液供給(またはリンパ系)に物質を送り込んだり、除去したりするのを助けることになるだろう。これらの重要な物質の供給を監視し、必要に応じてそのレベルを調整し、臓器の構造を維持することで、ナノボットは人の体をいつまでも健康に保つことができる。最終的には、ナノボットは、必要に応じて、あるいは希望に応じて、生物学的臓器を完全に置き換えることができるようになるだろう。
しかし、ナノボットは身体の正常な機能を維持することに限定されるものではない。血液中のさまざまな物質の濃度を、通常体内で発生する濃度よりも最適なレベルに調整するのにも使えるだろう。ホルモンを調整することで、エネルギーや集中力を高めたり、身体の自然治癒や修復を早めたりすることができる。ホルモンを最適化することで睡眠をより効率的にすることができれば、それは事実上「裏口延命」となる。夜8時間の睡眠が必要だったのが7時間になるだけで、平均寿命が5年延びるのと同じくらい、起きている時間が増えることになる!
最終的には、身体のメンテナンスと最適化のためにナノボットを使うことで、重大な病気の発生すら防ぐことができるはずだ。ナノボットが個々の細胞を選択的に修復したり破壊したりできるようになれば、私たちは生物学を完全にマスターし、医学は長い間熱望されてきた正確な科学になるだろう。
これを達成するには、遺伝子を完全にコントロールすることも必要だ。私たちの自然な状態では、細胞はそれぞれの核にあるDNAをコピーすることで繁殖する。もし細胞集団のDNA配列に問題があったとしても、個々の細胞でそれを更新しない限り、それに対処する方法はない。個々の細胞内のランダムな突然変異が身体全体に致命的なダメージを与える可能性は低いため、これは強化されていない生物には有利である。もし私たちの体のどの細胞でも突然変異が起これば、即座に他のすべての細胞にコピーされ、私たちは生き残ることができないだろう。しかし、個々の細胞のDNAをかなりうまく編集することはできても、体全体のDNAを効果的に編集するのに必要なナノテクノロジーはまだマスターしていない(我々のような)種にとって、生物学の分散型の頑健性は大きな挑戦である。
その代わりに、各細胞のDNAコードが(多くの電子システムがそうであるように)中央サーバーによって制御されていれば、その 「中央サーバー 」から一度更新するだけでDNAコードを変えることができる。そのためには、各細胞の核を、中央サーバーからDNAコードを受け取り、そのコードからアミノ酸配列を生成するシステム、つまりナノエンジニアリングされたカウンターパートで増強することになる。ここでは、より中央集権的なブロードキャスト・アーキテクチャーの略語として「中央サーバー」を使っているが、これはおそらく、すべてのナノロボットが文字通り1台のコンピューターから直接指示を受けるという意味ではないだろう。ナノスケール工学の物理的な課題から、最終的にはより局所的なブロードキャスト・システムが望ましいと判断されるかもしれない。しかし、(ナノスケールではなく)数百、数千のマイクロスケールの制御ユニットが私たちの体の周囲に配置されているとしても(全体的な制御コンピューターとより複雑な通信を行うには十分な大きさである)、これは、数十兆の細胞による独立した機能という現状よりも何桁も中央集権的である。
リボソームなど、タンパク質合成システムの他の部分も同じ方法で増強できるだろう。こうすれば、癌や遺伝性疾患の原因であろうとなかろうと、機能不全に陥ったDNAの活動を単純に停止させることができる。このプロセスを維持するナノコンピューターは、エピジェネティクスを支配する生物学的アルゴリズムも実装することになる。2020年代初頭の時点では、遺伝子発現について学ぶべきことはまだたくさんあるが、ナノテクノロジーが成熟する頃には、AIによって遺伝子発現を十分に詳細にシミュレートできるようになり、ナノボットがそれを正確に制御できるようになるだろう。この技術を使えば、老化の主な原因であるDNA転写エラーの蓄積を防いだり、元に戻したりすることもできるだろう。
ナノボットはまた、バクテリアやウイルスを破壊したり、自己免疫反応を止めたり、詰まった動脈に穴を開けたりといった、身体に対する緊急の脅威を無力化するのにも役立つだろう。実際、スタンフォード大学とミシガン州立大学の最近の研究では、動脈硬化性プラークの原因となる単球やマクロファージを見つけて、それらの細胞を除去するナノ粒子がすでに作られている。スマート・ナノボットはより効果的である。ナノボットは自らタスクを実行し、その活動を(制御するAIインターフェースを介して)監視している人間に報告する。
AIが人間の生物学を理解する能力を高めるにつれて、現在の医師が発見できるよりもずっと前に、細胞レベルの問題に対処するためにナノボットを送り込むことが可能になるだろう。多くの場合、これによって2023年には原因不明のままになっている症状の予防が可能になる。例えば、現在、虚血性脳卒中の約25%は「原因不明」である。しかし、何らかの理由で脳卒中が起こることは分かっている。血流をパトロールするナノボットは、脳卒中の原因となる血栓を形成する危険性のある小さなプラークや構造的欠陥を検出したり、形成された血栓を分解したり、脳卒中が静かに進行している場合に警報を発したりすることができる。
しかし、ホルモンの最適化と同様、ナノマテリアルによって、単に正常な身体機能を回復させるだけでなく、生物学だけで可能な以上に身体機能を増強させることができるようになる。生物学的システムは、タンパク質から構築されなければならないため、強度とスピードに限界がある。これらのタンパク質は三次元であるが、アミノ酸の一次元の列から折り畳まれなければならない。工学的に設計されたナノ材料には、このような制限はない。ダイヤモンドの歯車とローターから作られたナノボットは、生物学的材料の何千倍も速く、強く、最適に機能するようにゼロから設計されるだろう。
こうした利点のおかげで、血液供給さえもナノボットに取って代わられるかもしれない。シンギュラリティ大学ナノテクノロジー共同チェアのロバート・A・フレイタスが考案した人工赤血球「レスピロサイト」。フレイタスの計算によれば、血液中にレスピロサイトを持つ人は約4時間息を止めることができる。人工血球に加えて、いずれは人工肺を工学的に作り、生物学が与えてくれた呼吸システムよりも効率的に酸素を供給できるようになるだろう。最終的には、ナノ材料で作られた心臓でさえ、心臓発作に対する免疫力を高め、外傷による心停止をより稀なものにするだろう。
しかし、私たちの身体におけるナノテクノロジーの最も重要な役割は、脳を増強することである。これが実現するには、2つの明確な経路がある。ひとつは、脳組織そのものへのナノボットの段階的導入である。これらは損傷を修復したり、働かなくなったニューロンを置き換えたりするのに使われるかもしれない。もうひとつは、脳をコンピューターに接続することで、思考によって機械を直接制御する能力を提供し、クラウド上で大脳新皮質のデジタルレイヤーを統合することを可能にする。これは単なる記憶力の向上や思考の高速化をはるかに超えるものである。
バーチャルな大脳新皮質が深化すれば、現在私たちが理解できているよりも複雑で抽象的な思考ができるようになる。おぼろげな例として、10次元の図形を明確かつ直感的に視覚化し、推論できるようになることを想像してみてほしい。そのような能力は、認知の多くの領域で可能になるだろう。ちなみに、大脳皮質(主に大脳新皮質で構成されている)には平均160億個のニューロンがあり、その体積はおよそ半リットルである。ラルフ・マークルが設計したナノスケールの機械式コンピューティング・システムは、理論的には同じスペースに80億以上の論理ゲートを詰め込むことができる。哺乳類のニューロン発火の電気化学的スイッチング速度は、おそらく平均して1秒に1回という桁違いのスピードであるのに対し、ナノ機械計算では1秒間に1億から10億サイクル程度であろう。これらの値のごく一部しか実際に達成できないとしても、このような技術によって、脳のデジタル部分(非生物学的コンピューティング基板に保存される)が生物学的なものを圧倒的に上回り、凌駕するようになることは明らかである。
私の予想では、人間の脳内(ニューロンレベル)の計算は1秒間に1014回のオーダーだ。2023年初頭の時点で、1,000ドルの計算能力で1秒間に最大48兆回の計算が可能である。2000年から2022年のトレンドに基づけば、2053年には、約1000ドルの計算能力(2023年ドル換算)で、強化されていない人間の脳の毎秒100万倍以上の計算ができるようになる。私の推測通り、意識をデジタル化するのに必要なのは脳のニューロンのほんの一部だけだと判明すれば(例えば、身体の他の器官の働きを支配する多くの細胞の働きをシミュレートする必要がなければ)、この時点には数年早く到達できるだろう。また、私たちの意識をデジタル化するためには、すべての神経細胞のすべてのタンパク質をシミュレートする必要があることがわかったとしても(私はその可能性は低いと思う)、そのレベルに達するにはさらに数十年かかるかもしれない。言い換えれば、このような未来は基本的な指数関数的トレンドに依存しているため、手頃な価格でデジタル化することがどれほど容易になるかという前提を大きく変えたとしても、このマイルストーンに到達する時期が大きく変わることはない。
2040年代から2050年代にかけて、私たちは、バックアップや生存を含め、生物学的な肉体に可能なことをはるかに超えるように、肉体と頭脳を再構築するだろう。ナノテクノロジーが飛躍するにつれ、私たちは最適化された身体を自在に作り出すことができるようになるだろう: より速く、より長く走ることができるようになり、魚のように海中を泳ぎ、呼吸することができるようになる。思考は何百万倍も速くなるだろうが、最も重要なことは、自分自身が生き残るために、どの肉体の生存にも依存しなくなるということだ。