Каким оно будет, бессмертие?
В ближайшем будущем наиболее продвинутая часть человечества начнет вкладывать средства в киборгизацию своего организма. Об этом говорится в недавно опубликованном Национальной разведкой США отчете "Мировые тренды 2030 года: альтернативные миры". Встроенные в тело механизмы обеспечат его владельцу сверхвозможности - от суперинтеллекта до сверхсилы. О том, насколько реалистичны подобные прогнозы, "ВД" рассказала известный эксперт в области биотехнологий Кристина Райли, возглавляющая департамент науки Американского общества инженеров-механиков (American Society of Mechanical Engineers, ASME).
"ВД" Так станем ли мы киборгами?
К.Р. Если речь идет о том, что люди со временем усовершенствуются, то да. На самом деле киборгизация организма началась много лет назад с развитием биоинженерии. Просто сейчас этот процесс идет ускоренными темпами. Зрение, слух, осязание, двигательную деятельность, когнитивные процессы вполне реально улучшить с помощью инженерных технологий. Так, совсем скоро появятся внешне не отличающиеся от натуральных конечности, которые по функциональности будут даже превосходить естественные аналоги. На подходе протезы органов зрения с улучшенными характеристиками. Например, уже есть протез сетчатки Argus 2, который дает возможность видеть полностью слепым людям. Со временем имплантаты глаза позволят людям видеть в темноте. Появятся нейроинтерфейсы, которые помогут управлять сложнейшей техникой, мгновенно запоминать огромный объем информации, умножать в уме шестизначные числа и т. п.
"ВД" Какие сферы биоинженерии развиваются наиболее активно?
К.Р. В первую очередь это нанотехнологии. Уверена, что в течение нескольких лет они кардинально изменят как медицинскую, так и все остальные отрасли. Нанотехнологии творят настоящие чудеса. В частности, совсем скоро будут использоваться в клинической практике наночастицы для точечной терапии болезней. Создав слабое магнитное поле, можно стянуть большинство частиц с лекарством в конкретное место и выпустить их в нужное время. Также можно связать лекарство с наночастицами, реагирующими на инфракрасный свет или ультразвук определенной частоты. В результате эффективные дозы препаратов и побочные эффекты уменьшатся, а терапевтический эффект многократно усилится. Число устройств, созданных с применением нанотехнологий для последующего внедрения в человеческий организм, стремительно растет. В перспективе нанотехнологии позволят полностью отказаться от традиционных лекарств.
"ВД" Ахиллесова пята биоинженерии - плохая совместимость механических устройств с биологическими тканями...
К.Р. Основная проблема при имплантации искусственных органов - снабжение их кровью. Ведь настоящую печень или почку пронизывают сотни кровеносных сосудов. Но проблема решаема, и в этой сфере немало перспективных разработок. Например, израильские ученые поместили выращенную из стволовых клеток сердечную ткань в брюшную полость мыши, а после того, как она проросла сосудами, пересадили в сердце.
Специалисты из Университетского колледжа Лондона выращивают уши в руке пациента. Сначала сканируют неповрежденное ухо и делают копию с зеркальным изображением, а затем 3D-модель печатают и устанавливают под слой кожи на руке на четыре-восемь недель, в течение которых в имплантате формируются кровеносные сосуды и кожа. Затем пластический хирург пересаживает выращенное таким образом ухо на его естественное место. В результате орган идеально приживается. Можно добиться высокой степени совместимости благодаря применению биоматериалов (обычно для их производства используются ткани животных), а также новейших синтетических материалов. Недавно хирурги из Пекинского университета впервые в истории медицины успешно пересадили пациентам искусственные позвонки, созданные по технологии 3D-печати. Они имеют особую пористую структуру, которая позволяет настоящим костям в буквальном смысле врастать в позвонки.
"ВД" Очевидно, многие достижения в сфере биоинженерии базируются на технологии 3D-печати?
К.Р. 3D-печать органов только зарождается. С помощью трехмерных технологий массово создаются пока лишь костные и хрящевые ткани. Благодаря 3D уже сейчас несколько тысяч людей в мире имеют титановые протезы костей черепа и ног. А вот печать других органов, включая кровеносные сосуды, только начинают осваивать. Зато 3D уже помогает в онкологии. Недавно напечатали устройство, которое позволяет выявить и наблюдать за раком на молекулярном уровне, определять стадию заболевания и лечить его чуть ли не с первых дней. Оно также предоставляет возможность провести простой тест на рак, даже если еще нет симптомов заболевания. С помощью 3D-печати создали модель молекулы рака, изучение которой должно помочь в борьбе со злокачественными опухолями, а также тестировании противораковых препаратов. Теоретически идеальным решением проблемы бессмертия в будущем может стать 3D-печать всего человеческого тела с последующей пересадкой в него мозга.
"ВД" То есть протез мозга сделать нереально?
К.Р. В принципе частичное протезирование мозга уже существует. Это, например, кохлеарные имплантаты, с помощью которых передается звук в нервные окончания улитки уха. Или стволовые имплантаты, транслирующие звук в слуховой центр ствола мозга. Скоро появятся и протезы, которые смогут выполнять функции отдельных участков мозга - вроде вживления слепым искусственной сетчатки. Уже разработан протез гиппокампа обезьяны, на очереди - электронный протез части человеческого мозга. Возможна также последовательная замена отдельных его фрагментов на электронные чипы. Кроме того, существуют масштабные проекты - и европейский, и американский - по созданию карты активности человеческого мозга. Это откроет невиданные доселе перспективы по его исследованию и воспроизведению.
"ВД" Возможно ли, меняя мозг, воспроизвести все его функции?
К.Р.
Не только воспроизвести, но и улучшить - благодаря имплантатам можно уже сейчас усовершенствовать функции, связанные с решением вычислительных задач, памятью, восприятием. То, что не удастся сделать при помощи технологий, так это воссоздать наш внутренний мир психических образов. С другой стороны, с помощью интерфейса можно дополнить мозг периферийными устройствами, манипуляторами, сенсорами и пр.
"ВД" Получается, что все автономные органы в принципе заменяемы, но что делать, например, с иммунной системой, пищеварительным трактом?
К.Р. Здесь тоже есть решения. Так, функции эндокринных желез и пищеварительного тракта можно восполнить, создав вещества, которые они вырабатывают, и вводить их в кровь. Почки заменят очищающими кровь стационарными и мобильными устройствами, используя которые пациент сможет прожить еще десятки лет. Серьезная проблема - создание и поддержание потока искусственной крови. Сердце качает кровь, легкие наполняют ее кислородом, кишечник - питательными веществами, почки и печень очищают и добавляют гормоны. И кровь в первую очередь нужна для поддержания деятельности мозга. Существуют проекты создания искусственной крови на основе перфторана - вещества, способного захватывать кислород гораздо эффективнее гемоглобина. Создав искусственную кровь, можно будет заменять ею биологическую, вместо того чтобы очищать. Со временем появятся и гораздо более эффективные способы замены глобальных систем жизнеобеспечения.
"ВД" Не опасно ли чрезмерное внедрение искусственных элементов в человеческий организм и существуют ли границы киборгизации?
К.Р. Ограничения должны вводиться тогда, когда очевиден вред для организма. Все разработки проходят невероятное количество испытаний, прежде чем тестируются на людях, - инновации внедряются очень осторожно. Наша глобальная цель - создать бессмертное тело, которое не будет болеть, стареть и сможет выживать в любой среде, включая космос. Все прошедшие тщательную проверку технологии, которые хоть на шаг приближают к этой цели, хороши, и их необходимо использовать.
"ВД" Когда можно ожидать массовой киборгизации?
К.Р.
Лет через 30, когда достаточно разовьются нанотехнологии. Нанороботы будут заменять отдельные клетки человеческого организма, перемещаться в кровеносном русле, выполняя функции иммунных клеток, подключаться к нейронам, считывая с них информацию, ремонтировать поврежденные нервные связи. Концентрация микророботов в организме человека будет постоянно увеличиваться. Отдельные органы постепенно заменят на механические наноаналоги. При этом отдельные нанороботы будут выступать в роли клеток, входящих в состав этих органов. Поскольку нанороботами гораздо проще управлять, чем обычными клетками, им можно будет подавать сигналы, и тело сможет мгновенно залечивать раны. Параллельно будет происходить киборгизация живой клетки - введение в нее с помощью наномеханизмов новых механических органелл и редактирование ее ДНК. Причем процесс нанотехнологической киборгизации может развиваться и внедряться быстрее, чем методы биологического замедления старения. Так что прогнозы экспертов Национальной разведки вполне могут осуществиться.
"ВД" В итоге человек станет бессмертным?
К.Р. Вряд ли, ведь техника есть техника, и в работе даже самых совершенных киборгизированных систем могут случаться сбои. Сохранится также возможность тотального физического уничтожения тела. Тем не менее продолжительность жизни "обновленных" людей может составить несколько столетий, о болезнях и старении навсегда забудут, а основной риск для человечества будут представлять лишь глобальные катастрофы.
Кристина Райли
Институт технологий в Нью-Джерси, магистр в области биомедицинской инженерии
XenoBiotic Laboratories, Inc
Американское общество инженеров-механиков (American Society of Mechanical Engineers, ASME):
Специалист по биотехнологиям, автор статей и научных публикаций
Сотрудник Biomedical Informatics Research Network (BIRN) и Национального центра микроскопии и визуализации исследований (National Center for Microscopy and Imaging Research, NCMIR)
Глава департамента науки компании ASME в Нью-Йорке
