El escritor Max Igar en 1946, escribio un libro que llamo "Un viaje a traves del cuerpo humano". Alli relata los sueños de un cirujano; en los cuales se reducia de tamaño y exploraba las profundidades del organismo.

Ray Bradbury, reconocido escritor de ciencia-ficcion, en el invierno de 1973, escribio una novela que se refiere sobre un grupo de viajeros del cuerpo humano: "Los Nanonautas".

En 1992; David D'Andrea y Jerome Schentag, del Hospital Millard Fillmore, en Bufalo (E.E.U.U.); han desarrollado una "Pildora Inteligente", teledirigida gracias a un dispositivo electronico miniaturizado que le permite a los medicos controlar su accion, liberando el medicamento justo en el lugar deseado del cuerpo.

La pildora incorpora un sistema de radio que transmite al medico su posicion en todo momento y permite controlar en que parte del cuerpo se encuentra para ordenar cuando y donde debe depositar el medicamento que guarda en su interior, gracias a una computadora.

Esta recubierta por una capa de carbono antiacida que la protege de la corrosion biologica mientras viaja por los intestinos.

De este modo; ingerida por via oral, libera el medicamento alli donde se necesite, y despues se expulsa de forma natural por el cuerpo.

La Universidad Estatal de New York, en Bufalo, ya la ha probado en grupos de voluntarios, y se vislumbran aplicaciones a corto plazo. Mas adelante; en ella se tienen puestas grandes esperanzas para lograr una quimioterapia electiva en el cancer de colon e intestino delgado.

Ademas, se le podra agregar un dispositivo para tomar biopsias dirigidas.

Hoy se utiliza la microtecnologia, y los circuitos integrados de las computadoras (chips) son verdaderas miniaturas. Actualmente la tecnologia ha llegado a lineas de 0,20 micrones. Hacia el año 2.010 se llegó a la millonesima de milimetro; sin duda una verdadera revolucion tecnologica.

Por otro lado, el aumento de la velocidad en la transmision y procesamiento de los datos tambien esta aumentando en forma increible.

La informacion, actualmente se transmite como ondas electromagneticas y como flujo de electrones; y esto representa una gran velocidad. Pero se desarrolló una nueva tecnologia llamada "Optronica" referente al procesamiento y transmision de impulsos lumínicos.

Los datos en lugar se convertirse en señales electricas, se traducen en señales luminicas; y en lugar de cables de conexion se utilizan fibras ópticas. De este modo la informacion viaja a la velocidad de la luz (aproximadamente 300.000 kilómetros por segundo).

El departamento de energia del Laboratorio Nacional Oak Ridge (Tenesse, EE.UU.) desarrollo un chip, construido con materiales organicos para detectar una señal biologica y convertirla en informacion a traves de impulsos electricos.

Su nombre tecnico es "Bioluminescent bioreporter integrated circuite" (biorreportero luminoso de circuito integrado), pero rebautizado "critters on a chip". Su estructura consta de sensores vivientes (bacterias bioluminiscentes), ubicadas como una capa exterior de un circuito integrado estandar. Ante la presencia de una sustancia determinada, la bacteria emite una señal luminosa verde o azul, originando una señal electrica que el chip procesa y amplifica; luego la informacion es enviada a un receptor conectado a una computadora manipulada por los investigadores. Ademas de pequeños, son baratos; ya que su costo es algo menor que un dolar. Tiene múltiples usos industriales, y entre ellos brindara diagnosticos medicos.

Nanotecnología, es el estudio y desarrollo de sistemas en escala nanométrica. La nanotecnología es un campo de las ciencias aplicadas dedicado al control y manipulación de la materia a una escala menor que un micrómetro, es decir, a nivel de átomos y moléculas (nanomateriales).

Lo más habitual es que tal manipulación se produzca en un rango de entre uno y cien nanómetros.

“Nano” es un prefijo del Sistema Internacional de Unidades que viene del griego νάνος que significa enano, que indica una medida:

(10^-9 = 0,000 000 001) y corresponde a un factor 10^-9

que aplicado a las unidades de longitud, corresponde a una mil millonésima parte de un metro (10^-9 Metros) es decir 1 Nanómetro (Nm).

La siguiente imagen muestra la unidad de medida de diversos sistemas, y la escala a la que pertenecen...

La nanotecnología estudia la materia desde un nivel de resolución nanométrico, entre 1 y 100 Nanómetros aproximadamente. Hay que saber que un átomo mide menos de 1 nanómetro pero una molécula puede ser mayor, en esta escala se observan propiedades y fenómenos totalmente nuevos, que se rigen bajo las leyes de la Mecánica Cuántica, estas nuevas propiedades son las que los científicos aprovechan para crear nuevos materiales (nanomateriales) o dispositivos nanotecnológicos, de esta forma la Nanotecnología promete soluciones a múltiples problemas que enfrenta actualmente la humanidad, como los ambientales, energéticos, de salud (nanomedicina), y muchos otros, sin embargo estas nuevas tecnologías pueden conllevar a riesgos y peligros si son mal utilizadas.

La nanotecnología se caracteriza por ser un campo esencialmente multidisciplinar, y cohesionado exclusivamente por la escala de la materia con la que trabaja.

El ganador del premio Nobel de Física de 1965, el Físico estadounidense Richard Feynman, fue el primero en hacer referencia a las posibilidades de la nanociencia y la nanotecnología en el célebre discurso que pronunció el 29 de diciembre de 1959 en un congreso de la sociedad americana de Física en Calltech (Instituto Tecnológico de California). Dicho discurso, titulado “There’s Plenty of Room at the Bottom” (que traducido significa algo asi como: “hay mucho espacio ahí abajo”, o “en el fondo hay espacio de sobra“); en el que describe un proceso que permitiría manipular átomos y moléculas en forma individual, a través de instrumentos de gran precisión, de esta forma se podrían diseñar y construir sistemas en la nanoescala átomo por átomo, en este discurso Feynman también advierte que las propiedades de estos sistemas nanométricos, serían distintas a las presentes en la macroescala.

Richard Feynman postulo que usando atomos y moleculas como medios de almacenar informacion o partes de maquinas, se podrian obtener resultados interesantes; y ademas descubrio que las celulas vivas tienen la capacidad de codificar informacion hereditaria y ademas la utilizan para sintetizar otros productos complejos.

Todo esta era una teoria; y no pudo idear, como encarar la fabricacion de maquinas microscopicas con herramientas macroscopicas.

Otras personas de esta área fueron Rosalind Franklin, James Dewey Watson y Francis Crick quienes propusieron que el ADN era la molécula principal que jugaba un papel clave en la regulación de todos los procesos del organismo, revelando la importancia de las moléculas como determinantes en los procesos de la vida.

Pero estos conocimientos fueron más allá, ya que con esto se pudo modificar la estructura de las moléculas, como es el caso de los polímeros o plásticos que hoy en día encontramos en nuestros hogares. Pero hay que decir que a este tipo de moléculas se les puede considerar “grandes”.

Un cientifico especializado en instrumentacion quirurgica, Ian Hunter, de la Universidad de Montreal (Canada), en 1994 se traslado al M.I.T. (Instituto Tecnologico de Massachusetts) y junto a Eric Drexler, diseño un microrobot teledirigido y fundamentaron las bases de la "Nanotecnologia".

Este sistema permitiria efectuar intervenciones en celulas, y lo interesante de estas investigaciones, es que se basa en la telepresencia; y que su microrobot, es capaz de trabajar en un campo que se halla en movimiento. La computadora es capaz de corregir la imagen y dejar literalmente "quieto" el escenario quirurgico aunque se mueva el paciente.

La nanotecnologia va mas halla que la micromecanica, y este equipo de cientificos, estan dedicados al diseño y construccion de maquinas, a partir de atomos y moleculas.

Uno de lo pioneros en el campo de la Nanotecnología es el Ingeniero estadounidense Eric Drexler, inspirado en el discurso de Feynman, que en 1981 publica en la revista Proceedings of the National Academy of Sciences, el artículo “Molecular engineering: An approach to the development of general capabilities for molecular manipulation”, en donde describe mas en detalle lo descrito años anteriores por Feynman. El término “Nanotecnología” fue aplicado por primera vez por Drexler en el año 1986, en su libro “Motores de la creación : la próxima era de la Nanotecnología” en la que describe una máquina nanotecnológica con capacidad de autoreplicarse, en este contexto propuso el término de “plaga gris” para referirse a lo que sucedería si un nanobot autoreplicante fuera liberado al ambiente.

Pero estos conocimientos fueron más allá, ya que con esto se pudo modificar la estructura de las moléculas, como es el caso de los polímeros o plásticos que hoy en día encontramos en nuestros hogares. Pero hay que decir que a este tipo de moléculas se les puede considerar “grandes”.

Eric K. Drexler, investigador del instituto, considera posible la manipulacion de moleculas, para convertirlas en maquinas microscopicas, que pueden ser utilizadas para viajar por el cuerpo humano. Algo asi como crear maquinas para la reparacion de celulas, o para destruir virus o celulas neoplasicas. Basado en el cuento de Ray Bradbury, y en homenaje a su obra "Los Nanonautas"; a esta ingenieria revolucionaria la denomino Nanotecnologia.

El nombre viene de la palabra nanometro, unidad de medida equivalente a la billonesima parte de un metro.

Además de Drexler, el científico Japonés Norio Taniguchi, utilizó por primera vez el término nanotecnología en el año 1974, en la que define a la nanotecnología como el procesamiento, separación y manipulación de materiales átomo por átomo.

Fahy, define a la Nanotecnologia Molecular como: "una tecnologia que involucra la posibilidad de fabricar objetos con especificaciones atomicas precisas. Un postulado central de la misma es que cualquier estructura u objeto que pueda ser especificada; es decir perfectamente caracterizada por sus atomos, y que no viole las leyes fisicas; puede ser construida".

Desde hace mas de treinta años; Eric Drexler, descubrio que moleculas como las enzimas y otras sustancias, son en realidad maquinas y demuestran que la ingenieria, la manipulacion y la fabricacion de las mismas es posible, pero tambien a nivel molecular. Imagino la fabricacion de maquinas moleculares analogas a las enzimas, proteinas, etc.; que a su vez fabricarian otras maquinas moleculares mas complejas, o activarian reacciones quimicas controladas.

De esta nueva disciplina de la robotica, la imaginacion no tiene limites. La propuesta de Drexler, incluye una investigacion conjunta con el Canada; donde un equipo de ingenieros biomedicos, dirigidos por Ian Hunter, de la Universidad de Montreal, estaban diseñan- do un microrobot teledirigido para analizar y manipular el interior de las celulas musculares.

Ian Hunter, es un cientifico especializado en instrumentos quirurgica, y en abril de 1994, mudo su laboratorio desde Mc Gill, en Canada, al M.I.T.. Su objetivo era reunir en un solo paquete toda la revolucionaria tecnologia informatica de su area.

Desde hacia años venia trabajando en un robot teledirigido basado en la conviccion de que seria imprescindible para la microcirugia.

Cirujanos oftalmologos confiesan a diario, que buena parte de su trabajo suele consistir en reparar daños producidos por secuelas de intervenciones imprecisas.

Hunter creo un robot con dos brazos que pueden moverse con precision de millonesimas de milimetro. Los movimientos del operador son medidos instantaneamente con ese margen de exactitud, lo que lo habilita para tomar una celula viva por vez, hazaña ya realizada en tejidos musculares.

El sistema de Hunter, no solo copia a escala microscopica los movimientos del cirujano, sino que amplia inversamente la sensacion de resistencia. Se puede incluso "sentir" la fuerza ejercida al retirar una celula. Una camara estereo, sigue los actos del cirujano desde una perspectiva situada por debajo del robot microquirurgico y esa vision es un reaseguro para el medico.

El tiene sensores de posicion sobre una pequeña consola de realidad virtual. La camara esclava le muestra sus propios movimientos en estereo, color, y con tridimension; con lo que esta sucediendo y debe ser sabido. El cirujano, puede ver su objetivo "tal como lo ve" su herramienta en la cabeza esclava.

En una operacion oftalmologica, el ojo virtual es programado con tal realismo que contrae su pupila si el cirujano hace brillar una luz en la retina virtual.

Pero, mas asombrosa aun, es la fantastica velocidad de esta tecnologia; tanto el brazo esclavo como la cabeza son mucho mas rapidos que la vista humana. El ojo puede cambiar de enfoque 800 grados por segundo, mientras que el equipo de Hunter alcanza los 2.000.

Por eso el sistema podria ser tambien una bendicion para la cirugia a corazon abierto. Puesto que es dificultoso trabajar sobre una viscera latente y en movimiento; los cirujanos necesitan un by pass (bomba extracorporea) y detener el corazon para operar.

Si tuvieran el robot ad-hoc (aventura el Dr. Satava) podria hacerse todo mas rapido en el corazon, y estabilizarlo sin que deje de mandar sangre al cuerpo del paciente.

Hunter no parece urgido por ese desarrollo, sus planes van mas lejos.

Actualmente se halla trabajando en una mano artificial miniaturizada capaz de ir y venir para raspar microscopicamente un tejido. El robot, un prodigio de la microingenieria, esta dotado de movimiento, de sensores y de tecnologia laser; lo que le permite dirigir las acciones de la nanomaquina. Con ella se podria limpiar el colesterol de las arterias, disolver loscoagulos sanguineos, realizar analisis de sangre in situ, y bombardear drogas en un lugar prefijado.

Tambien en la ex Union Sovietica se investiga con nanotecnologia, aunque prefieren denominarla "Polimeros Magneticos".

El equipo de especialistas esta dirigido por Y. Korshk, y colaboran en el varios institutos cientificos como: el Quimico-Tecnologico Mendeleiev, y el de Sintesis Petroquimica de Moscu.

La Nanomaquina esta compuesta por engranajes de un diametro no mayor que el de un cabello humano. Se introduce en el cuerpo humano por via oral (literalmente, tragandola), o por cateteres. Una vez alli, transmite la temperatura y otros parametros, como la presion arterial.

Ian Hunter, no desmerece estos trabajos, pero opina, que: "el desafio es el ciberespacio". El aspira poder crear robots microscopicos o "nanobots", lo suficientemente pequeños como para poder enviarlos a navegar con autonomia dentro del propio cuerpo, a traves de vasos y tejidos; acaso celulas.

Se tiene una idea de lo pequeño que puede ser un nanobot sabiendo que un nanobot de unos 50 nm tiene el tamaño de 5 capas de moléculas o átomos (depende de qué esté hecho el nanobot).

Esos microrobots deberan enviarnos informacion diagnostica, transportar y dosar medicamentos; y porque no, realizar incluso cirugia.

La nanomaquina ya ha sido probada con exito en animales, y se espera que pronto se pueda utilizar en seres humanos.

Las investigaciones conjuntas entre el Instituto de Tecnologia de Massachusetts y la Universidad de Montreal, han logrado que esta nueva pildora inteligente, pueda emitir hasta un radio de diez kilometros señales de lecturas del cuerpo humano que son recepcionada por el centro de computacion del Hospital Central de Massachusetts.

A medida que este centro de computacion reciba los mensajes de la nanomaquina, ira realizando la lectura de todo el historial clinico del paciente; asi pueden los medicos acudir a el, sin que este necesite realizar una llamada telefonica de emergencia.

El entusiasmo de Eric Drexler tampoco tiene limites, y el siguiente paso es lograr que la nanoingenieria, pueda conseguir que su submarino sanguineo suministre alguna droga necesaria y vital para restablecer el equilibrio de la salud del paciente.

Drexler, cree que: "un paso clave en el desarrollo de la nanotecnologia es la creacion de ensambladores, pequeñas maquinas que puedan guiar las reacciones bioquimicas, mediante la manipulacion de las reacciones moleculares. Programados para efectuar ciertas y determinadas tareas, los ensambladores podrian producir maquinas especificas, como si fueran lineas de montaje en miniatura".

Hasta ahora, sólo había sido posible construir nanobots capaces de realizar tareas muy sencillas, como la de desplazarse. A partir de ahora, se podrá además dotar a estas micromáquinas de una programación concreta para desempeñar labores específicas, e incluso dotarlas de la capacidad de decidir por sí mismas entre un gran número de acciones. Los nanobots podrán, por ejemplo, repararse o reconstruirse a sí mismos, o decidir si la célula que tienen enfrente es cancerosa y debe por tanto ser destruida.

Aplicaciones infinitas

"Un robot - afirma Erik Winfree, profesor de ciencias computacionales del Caltech- es una máquina que percibe su entorno, toma una decisión y después actúa en consecuencia". Igual que sus "colegas" en las grandes cadenas de montaje, estos microrobots a escala molecular podrán llevar al terreno de los microscópico todas las ventajas de la robótica moderna. Con el añadido de que serán capaces de trabajar indistintamente con o sobre materiales orgánicos o inorgánicos. O lo que es igual, podrán construir o reparar tanto componentes eléctricos como tejidos vivos.

Las aplicaciones para esta clase de máquinas de ADN son infinitas y abarcan una gran multitud de campos. Todo depende de la programación que incorporen. Una legión de nanobots inyectada en el cuerpo de un astronauta podría, por ejemplo, mantenerlo sano y en forma durante un largo viaje espacial. Otro "miniejército" mecánico podría combatir, desde dentro, un tumor, a base de perseguir y destruir todas las células cancerosas que encuentre en el organismo.

Otros podrán, en un futuro próximo, poner a punto materiales más resistentes o específicamente diseñados para resistir en cualquier tipo de entorno o condiciones. Y otros se encargarán de construir piezas electrónicas de una precisión y eficacia imposible de conseguir por medio de las técnicas actuales de fabricación.