Михаил Вейсман - Тайная жизнь тела. Клетка и ее скрытые возможности
Устройства для молекулярной хирургии обычно называют молекулярными роботами (MP). MP могут изготовляться на основе биологических макромолекул (в основном белков). Такой подход называют молекулярной нанотехнологией. В этом случае принципы их работы известны, они аналогичны принципами работы белковых молекул. Это – изменения молекулярной структуры, результатом которых является изменение химических связей в молекуле (что является основой каталитической активности белков).
Это может выглядеть примерно так: синтезируется ген, кодирующий структуру MP; этот ген внедряется в бактерии, которые размножаются и синтезируют MP в необходимом количестве; далее (при необходимости) они модифицируются химическим способом. Проблема здесь состоит в проектировании MP. Основный элемент такого проектирования – моделирование молекул. Хотя его алгоритмы известны, но большой размер молекул делает расчеты очень трудоемкими. Сейчас подобные расчеты возможны только для анализа небольших модификаций в существующих молекулах. С учетом необходимости разработки конкретных типов MP и проведения дополнительных биологических исследований можно ожидать, что описанные ниже возможности будут доступны во второй четверти XXI века.
Другой подход к созданию молекулярных роботов заключается в изготовлении их из кристаллических материалов на основе углерода, кремния или металлов. Его реализация связана с прогрессом в уменьшении существующих твердотельных технологий (травление, напыление, выращивание кристаллов). Принципы их работы будут состоять в механическом воздействии на клеточные структуры или в создании локальных электромагнитных полей для детекции и инициирования химических изменений в биологических молекулах. Прогнозы здесь делать труднее, так как ключевые технологические процессы, необходимые для достижения наноразмеров, еще находятся на ранних этапах разработки.
Для медицинских применений перспективным может оказаться и гибридная технология для изготовления молекулярных роботов. Например, детекторы и манипуляторы изготовляются из органических молекул, а управляющее устройство может быть твердотельным, на основе кремния.
Важной проблемой во внедрении молекулярных роботов является их взаимодействие с управляющим суперкомпьютером. Здесь перспективным представляется использование магнитного поля, поскольку биологические ткани прозрачны для него. Магнитное поле может изменять структуру робота, заряжая его энергией и сообщая информацию, а для сообщения информации управляющему компьютеру молекулярный робот может сам изменять свою структуру, что будет зарегистрировано датчиками, расположенными вне тела человека. Аналогом такого подхода является томография на основе ядерного магнитного резонанса – метод, который сейчас широко используется для получения трехмерных изображений внутренних органов в реальном времени.
Впрочем, пока все это – дело довольно отдаленного будущего.
Глава 5. Альтернатива бессмертию – крионика
Крионика – это развивающаяся наука, которая интегрирует в себе криобиологию, криогенную инженерию и практику клинической медицины и применяет их для консервации людей путем их замораживания до ультранизких (криогенных) температур с целью переноса терминальных (обреченных на смерть от старости, болезни или несчастного случая) пациентов в тот момент в будущем, когда будет доступна технология для репарации клеток и тканей и будет возможно восстановление всех функций организма и здоровья в целом, когда можно будет вылечить все сегодняшние болезни, включая старение.
Хотя крионика применяется в Америке с конца 60-х годов, она еще не стала общепринятой процедурой (на сегодняшний день заморожено около 100 человек). Тому есть несколько причин. Одна из них – финансовый крах ведущих крионических организаций в конце 70-х годов, приведший к разморозке пациентов и, как следствие, к недоверию к надежности хранения (сейчас стратегия финансирования, приведшая к этому, заменена на более надежную). Другая – глубоко укоренившаяся в общественном сознании установка, что смерть неизбежна (обычно эта установка выражается в обильной религиозной и социологической аргументации о «полезности» смерти, в психологическом желании «быть таким, как все» – т. е. таким же мертвым). Третья – то, что многие люди по-настоящему не хотят жить долго, хотя они и декларируют это, но когда от них требуется предпринять какие-либо серьезные усилия для продления жизни (и заплатить достаточно большие деньги – от 30 тысяч долларов), большинство из них предпочитает спокойно умереть. Четвертая – то, что существуют лишь теоретические обоснования работоспособности крионики. Этого достаточно для убеждения людей, обладающих необходимой научной подготовкой и имеющих сильные мотивы, чтобы потратить усилия для анализа этих обоснований, но таких людей очень и очень немного. Для убеждения же большинства нужны экспериментальные результаты, которые можно будет получить после реализации возможностей нанотехнологии. (Стоит заметить, что ведущие американские специалисты в области нанотехнологии являются сторонниками крионики, а некоторые из них имеют и контракт на замораживание.)
В крионике существуют две основные проблемы, которые могут быть решены с помощью современной науки.
Первая – по существующим законам замораживать пациентов можно только после получения свидетельства о смерти, т. е. когда врачи будут убеждены, что современная технология реанимации уже не может их спасти (это не означает, что будущая медицинская технология, усиленная молекулярными роботами, не окажется в состоянии это сделать). Обычно на это уходит от нескольких десятков минут до нескольких часов. За это время организм получает достаточно серьезные повреждения на клеточном уровне из-за прекращения поступления кислорода. Однако теоретические оценки и ряд экспериментальных данных свидетельствуют о том, что структуры головного мозга, обеспечивающие долговременную память (а значит, целостность сознания и личности человека, его память о прошлом), за это время не успевают разрушиться. Это означает, что с точки зрения теории информации (а в медицине будущего лишь это будет настоящим критерием смерти) человек еще жив.
Другая проблема – современные технологии замораживания позволяют осуществить полный цикл замораживания-размораживания только для биологических объектов небольших размеров (несколько миллиметров). В более больших объектах как из-за неравномерного насыщения антифризом (без этого безопасное замораживание вообще невозможно), так и из-за возникающих температурных градиентов возникают многочисленные повреждения на клеточном (разрыв стенок клеток) и на тканевом (микротрещины) уровнях. Что делает простое размораживание, без предварительного исправления повреждений, невозможным.
Эти-то повреждения, а также последствия частичного разрушения клетки из-за кислородного голодания во время клинической смерти, и призваны ликвидировать молекулярные роботы (по предварительным расчетам, понадобится порядка миллиона миллиардов молекулярных роботов, их общий вес составит около полукилограмма, а время репарации-размораживания-реанимации-лечения-омоложения займет несколько месяцев). Операции MP будут примерно такими же, как и в случае антистарения. В частности, это будет означать, что после опосредованного MP размораживания и реанимации будет излечена и болезнь, явившаяся причиной смерти (например, рак или СПИД – ряд таких больных уже заморожен), затем оживший человек будет омоложен (самый старый человек был заморожен в 99 лет), более того, человек, погибший в результате несчастного случая или убитый, также может быть оживлен (так лежит замороженным адвокат, убитый недовольным его работой клиентом).
Как видим, бессмертие из области мифов и легенд становится предметом изучения науки. И хотя до реальных результатов еще далеко, последние открытия позволяют надеяться, что рано или поздно эликсир бессмертия будет найден. Правда, это вряд ли разрешит философские и нравственные проблемы человечества. Но это – тема для другой книги.
Какие еще тайны раскроет клетка?
Хотя изучение клетки человеческого тела длится уже много веков, ее основные тайны еще только предстоит раскрыть. Что заставляет клетку расти и делиться? Что (или кто) вдохнул в нее изначальную искру жизни? Если все клетки организма открыты, то в каких из них селится душа?
Это не такие риторические вопросы, как может казаться. Ведь последние исследования говорят, что у каждой клетки есть не только программа развития, предопределенная ДНК, но и собственная воля – воля сопротивляться разрушающим воздействиям или противостоять им, сохранять свою идентичность или сдаться мутогенным факторам. И пока мы не разгадаем, как именно клетка принимает решения, управлять ею будет невозможно.
