Из людей сделают управляемых киборгов

Ученые говорят, что всего через 20-30 лет мир кардинально изменится. Люди старше 60 лет будут в отличной физической и интеллектуальной форме, с самыми страшными болезнями покончат навсегда, и каждый сможет выбрать для себя набор талантов - от молниеносного мышления до незаурядных физических способностей. Достичь этого поможет биоинженерия. "Мы так быстро заменяем все больше частей тела версиями, которые были спроектированы и выращены в лаборатории, что вскоре каждый "пункт" человеческого организма, включая мозг и все клетки, можно будет воссоздать", - говорит Фримен Дайсон, член Лондонского королевского общества и Национальной академии наук США, почетный профессор Принстонского института перспективных исследований. Более того, появится не просто усовершенствованный человек, а несколько разновидностей людей, приспособленных жить в разных условиях, в том числе и на других планетах. Рынок товаров, изготовленных с помощью биоинженерных технологий, уже оценивается в $320 млрд, а к 2020 г. как минимум удвоится.

Телу подберут любые запчасти

Магистральным направлением биоинженерии является трансплантология. По данным ВОЗ, сейчас не более 20% больных доживают до своей очереди на пересадку органов. Но даже если человек и получает новую печень, сердце или легкое, они далеко не всегда приживаются. Последние открытия в области перепрограммирования клеток и 3D-печати позволяют восстанавливать поврежденные органы и идеально приживаться пересаженным фрагментам человеческого тела.

Например, разработанные в Принстонском университете 3D-принтеры уже способны печатать человеческие хрящи, используя в роли чернил гель из стволовых клеток. Недавно по этой технологии там напечатали человеческое ухо Bionic Ear, совмещающее искусственные материалы и элементы животного происхождения: гидрогель (в качестве основного материала для печати матрицы), наночастицы серебра, несколько проводников и клетки теленка. Био-ухо прекрасно приживается и возвращает человеку способность слышать. Причем оно имеет чрезвычайно высокую чувствительность к частотному спектру, позволяя улавливать не только стандартные для человеческого слуха 20Гц-20кГц - его верхняя граница диапазона превышает 1МГц.

С помощью 3D-принтеров уже научились воссоздавать и костную ткань. Одна из самых перспективных технологий принадлежит компании Oxford Performance Materials (OPM), разработавшей термопластичный полимер, который благодаря меняющейся форме можно аккуратно вживить в организм. Он прекрасно подходит для 3D-печати протезов для больших участков поврежденного черепа. Материал был одобрен Управлением по контролю пищевых продуктов и медикаментов (FDA) и уже используется в медицинской практике. Технология, к примеру, позволяет восстановить 75% поврежденного черепа, причем имплантат обладает повышенными прочностными характеристиками.

Совсем недавно ученым удалось воспроизвести легочную ткань. Функциональное искусственное легкое смогли вырастить медики Техасского университета. Методика основана на разрушении клеток донорских легких путем их неоднократного замораживания и оттаивания с последующим пересевом на образовавшийся каркас эмбриональных стволовых клеток.

Наконец, в сентябре в университетской клинике Нанта уже второму пациенту пересадили искусственное сердце, созданное французской биомедицинской компанией Carmat. Биомеханический аналог живого органа состоит из новейших высокотехнологичных биоматериалов и компонентов, обычно используемых при создании космических аппаратов. Создатель устройства, кардиохирург Ален Карпентье, основал компанию Carmat как дочернее предприятие Европейского аэрокосмического и оборонного концерна (EADS) Astrium, что и обеспечило ему доступ к космическим технологиям.

С помощью 3D-печати и стволовых клеток создают и другие жизненно важные органы. Так, в лабораториях американского Института Сколка выращивают почки и печень. Ученые из Института молекулярной биотехнологии в Вене вырастили 4-миллиметровый человеческий мозг. Группа ученых из Медицинской школы при Питсбургском университете создала настоящую сердечную ткань, а их коллеги из Эдинбургского университета - первый в мире искусственный тимус, играющий важную роль в правильном функционировании иммунной системы. Правда, до внедрения этих разработок в клиническую практику потребуется несколько лет. Однако все эти наработки говорят о том, что уже в ближайшей перспективе любой поврежденный человеческий орган можно будет заменить на искусственный, который будет превосходить натуральный аналог по качеству.

Мозг подключат к матрице

Выше по классу стоят нейропротезы - имплантаты, берущие на себя функцию отдельных участков мозга. Именно благодаря им в перспективе удастся не только заставить работать органы, до которых человеческий мозг не смог "достучаться", но и повысить "работоспособность" отдельных участков тела. Один из лучших специалистов в этой сфере, Теодор Бергер из Университета Южной Калифорнии (в течение многих он разрабатывал алгоритмы и микросхемы, имитирующие работу живых нейронов), в прошлом году уже смог вживить специальный чип в гиппокамп (т. н. обонятельный мозг) обезьян, что существенно улучшило их когнитивные способности. Бергер говорит, что время, когда мозг будет массово объединен с электронными усилителями, наступит уже через 20 лет. В ближайшие годы он планирует создать нейропротез долговременной памяти, который, в частности, будет использоваться для совершенствования и стимулирования естественных когнитивных процессов, загрузки инфор­ма­ционной базы.

В этом же направлении работает и агентство передовых оборонных исследовательских проектов минобороны США (DARPA), по заказу которого разрабатывается имплантат для мозга, восстанавливающий утерянные в результате черепно-мозговых травм воспоминания. Таким образом пытаются решить проблемы реабилитации американских военных: устройство вживляется в мозг военнослужащего заранее и записывает события и воспоминания "в реальном времени". В случае травмы прибор произведет "аварийное восстановление системы". Но сама технология имеет все шансы стать прототипом настоящей "матрицы": чтобы освоить новый навык, достаточно будет просто подсоединиться к базе данных и скачать в мозг новую информацию.

Недавно DARPA также приступило к разработке электронных имплантатов, которые взаимодействуют напрямую с нервной системой и могут кон­тролировать болезни и хронические состояния, включая артрит, воспалительные заболевания ки­шеч­ника и депрессию. По заявлению представителей Пентагона, вооруженные силы столкнулись с серьезной проблемой. Высококвалифицированные военнослужащие увольняются из рядов вооруженных сил при достижении предельного возраста пребывания на военной службе. Это неизбежно ведет к понижению уровня подготовки войск и требует дополнительных расходов на восстановление кадров. Поэтому армия США в рамках проекта "Оптимизированная деятельность человека и человеческая энергетика" (Optimized Human Performance and Human Energetics) и программы по исследованию мозга Brain Research through Advancing Innovative Neurotechnologies (BRAIN) разрабатывает продукты, которые позволят увеличивать срок службы, поддерживая здоровье и физическую подготовку военнослужащих. И мозговым имплантатам отведена здесь первостепенная роль. Очевидно, что со временем технология перекочует и в гражданскую медицинскую практику.

Еще одна разработка, уже одобренная к клиническому использованию, - имплантаты Neuro­Pace для лечения нервных болезней и эпилептических припадков. Это первый имплантат, который способен анализировать деятельность мозга и в случае обнаружения аномалий корректировать его направленными электрическими импульсами. В будущем технология будет использоваться и для контроля различных эмоциональных состояний: снижать агрессию, поднимать настроение, гасить боль или излишнее возбуждение. То есть, по сути, полностью управлять состоянием человека.

Высокий IQ, обостренное восприятие, эмоциональная устойчивость, прекрасная память, полученные благодаря мозговым микрокомпьютерам, наверняка заставят людей будущего закрыть глаза на возможные риски, например, полной утраты своей личности. К тому же не принявшие новые технологии рискуют стать инвалидами нового поколения: так станут называть в будущем людей без имплантатов в противовес сверхвалидам - киборгам.