Генетика на завтрак (Научные лайфхаки для повседневной жизни) - Модер Мартин (читать книги регистрация .txt) 📗
Эмбрионы хранятся при самых низких температурах, после чего их можно оживить даже через несколько лет, а потом имплантировать в организм женщины, где они смогут развиваться и впоследствии стать полноценными людьми.
Для крошечных эмбрионов, состоящих из нескольких клеток, это работает очень хорошо, но проделать такое с целым млекопитающим уже более затруднительно. Чтобы почка кролика перенесла такую экстремальную температуру и осталась относительно неповрежденной, ее пришлось прополоскать в смеси витрифицирующих веществ, получившей название М22. Таким образом, почка при температуре -135 градусов Цельсия пришла в кристально чистое, подобное стеклу состояние.
Давайте же наконец перейдем к интересному вопросу: можно ли будет в скором времени проделать такое со своим мозгом, чтобы сохранить собственные мысли? В конце концов, мы все хотим, чтобы следующие поколения узнали из первых уст о том времени, когда покемонов было всего 151.
И как мы вообще поймем, что мысли и воспоминания живого существа не были утеряны в процессе криоконсервации? В конце концов, нейронные связи — настолько хрупкие конструкции, что могут быть повреждены во время грубого процесса консервации. Чтобы проверить это, исследователи использовали червя-нематоду С. elegans. Они научили крохотных зверюшек реагировать на горький запах, напоминающий миндаль. Впоследствии животных заморозили, применив витрификацию. После оттаивания витрифицированные черви помнили заученный запах так же хорошо, как и животные, которых не подвергали замораживанию. Это был первый случай, доказавший, что при консервации воспоминания сохраняются.
Одна из серьезных проблем, связанных с витрификацией, заключается в том, что некоторые ткани не поглощают средство, предохраняющее от замерзания, достаточно эффективно. Это сильно затрудняет консервацию всего организма целиком. Но если вас интересует только фундамент наших мыслей, наш мозг и связанная с ним нервная система, то вам повезло. Наш мыслительный орган потребляет огромное количество энергии, и по этой причине он густо пронизан кровеносными сосудами, в которые можно ввести витрифицирующий раствор.
Именно это Грегори М. Фахи и его команде удалось проделать с кроликом [107]. Через крупную артерию он ввел в мозг животного глутаровый альдегид. Это химическое соединение, сохраняющее жидкое состояние при комнатной температуре, используется в основном для дезинфекции. Но в нашем случае оно послужило связыванию белков в мозге, в результате чего молекулы белка образовали жесткую трехмерную структуру, подобно карточному домику, который опрыскали липким спреем для волос до такой степени, что его уже не получится сдуть. Все остается на своем месте, словно мозг пропитали гелем. Затем его обработали спиртом этиленгликолем, действующим как средство от замерзания, и охладили до температуры -130 °C. Обычно мозг начинает разрушаться через 30 минут после смерти. Пропитка глутаровым альдегидом помогает отсрочить этот процесс на несколько недель, а замораживание после обработки этиленгликолем добавляет к этому сроку еще несколько столетий.
Можно ли через много лет разморозить этот мозг и имплантировать его другому кролику? Само собой разумеется, но кролик сразу же погибнет. Из-за образования поперечных связей в белках любая надежда на биологическое возрождение органа напрасна. Зато этот метод позволяет с исключительной точностью сохранить синаптические связи. Один из исследователей, принимавших участие в эксперименте, сравнил его с книгой, заключенной в пластиковый блок. Ее больше нельзя открыть, но, если удастся доказать, что обработка не уничтожила буквы, значит, все слова, содержавшиеся в ней, все равно должны были остаться на своих местах. Ее можно долго хранить, а в один прекрасный день аккуратно разрезать на тонкие пластинки, отсканировать страницы и напечатать новую книгу с теми же словами.
Та же задумка стоит и за идеей консервирования мозга кролика глутаровым альдегидом. С помощью сканирующего электронного микроскопа можно было увидеть, что мельчайшие структуры законсервированного мыслительного органа, в том числе нейронные синапсы, прекрасно сохранились. Консервация действительно работала настолько хорошо, что в начале 2016 года исследовательская группа получила 25 % от премии «Brain Preservation Prize» за практически идеальное долгосрочное сохранение мозга млекопитающего.
Но для чего все это, если фрикадельку уже не разморозить? Цель сопоставима с книжной аналогией: сохранить структуру мозга настолько точно, чтобы ее можно было восстановить на компьютере. Для этого пришлось бы порезать орган, как кусок колбасы, на бесчисленные ломтики, отсканировать его электронным микроскопом и разместить структурные данные в будущем суперкомпьютере, чтобы симулировать целый мозг. Концепция называется «Синтетическое возрождение». Но тут следует учитывать, что в данном случае сегодняшний суперкомпьютер соответствует компьютеру для дома и офиса, который через десять лет будет выставлен на распродаже в сети магазинов Aldi. Можно ли вообразить такое, что мы получим возможность сохранять свой мозг в момент смерти, чтобы впоследствии воссоздать его на компьютере? Представьте себе, что у вас на чердаке есть коробка, в которой пылится коннектом вашей бабушки, сохраненный на USB-накопителе. Станут ли для нас привычными заявления типа, как «Ой, кажется, я установил „World of Warcraft“ поверх бабушкиного мозга»?
На сегодняшний день это похоже на научную фантастику, и если когда-нибудь и получится симулировать функциональный человеческий мозг, то на это потребуется какое-то время. Но лучшие нейробиологические модели нашего времени соответствуют утверждению, что наши воспоминания и мысли хранятся в синапсах наших нейронов. Техники консервирования уже сегодня используются для сканирования и последующего цифрового воссоздания нервных систем очень мелких животных, таких как рыбки данио-рерио или черви С. elegans. Эти сканы пока еще недостаточно сложные, чтобы передавать воспоминания организмов. Хотя несколькими главами ранее мы уже упоминали о роботе, который благодаря симулированному мозгу червя-нематоды ведет себя подобно маленькому зверьку.
В некоторых случаях было бы полезно иметь доступ к мыслям покойного. По крайней мере это сэкономило бы судьям кучу времени, потраченного на выслушивание споров о наследстве между скорбящими родственниками. Но неужели вы действительно хотели бы, чтобы ваши правнуки узнали, правда ли вам постоянно хотелось спать в период полового созревания или же дверь в вашу комнату была всегда заперта совсем по другой причине? Вот они, великие философские вопросы, которыми неизбежно начинаешь задаваться вместе с появлением новых технологий.
Я уверен, скоро возникнут компьютеры, которые будут обладать достаточной вычислительной мощностью, чтобы симулировать человеческий мозг.
Остаются открытыми вопросы о том, получится ли законсервировать человеческий мозг во всех важных деталях, являются ли микроскопические процессы достаточно подробными, чтобы с точностью воссоздать орган на компьютере, и действительно ли структура коннектома — это все, что лежит в основе наших воспоминаний.
Но даже если все эти препятствия будут устранены, а мысли человека после его смерти не исчезнут, это все равно не вернет того, кто уже отбыл в мир иной. Сообщения о людях, которые после смерти воскресли, не отличаются особой частотой, а из-за нескольких случаев, которые, как известно, являются слухами, некоторые люди разбивают друг другу головы. Что будет, если целый вид вдруг воскреснет? Можете себе представить, чтобы тираннозавры, сбившись в стадо, спорили о том, кто должен стать мессией, и показывали друг другу средний палец своими маленькими ручками? Желание пережить такое стало бы для меня самой лучшей мотивацией к тому, чтобы законсервировать свой мозг.
