– Предлагаю поговорить о недалеком будущем, а именно о 2045 годе. Футурологи предсказывают, что к этому времени появится полностью искусственное тело человека. Сергей Васильевич, как вы считаете, достаточно ли у них оснований для таких утверждений?
Глобальных и неразрешимых технических проблем для создания полностью искусственного тела не существует. Все задачи понятны и потенциально решаемы
– Лет семь–восемь назад в журнале Scientific American появилась статья «Бионический человек» («Bionic human»), в которой писали как раз об искусственном теле, выращенном из живых тканей.
За несколько десятков лет искусственные органы прошли путь от оборудования, занимающего полкомнаты, до 3D-принтеров, «печатающих» органы из живых клеток.
Первое поколение искусственных органов – это так называемые прикроватные искусственные органы (bedside artificial organs). К их числу принадлежит ставший широко известным аппарат для гемодиализа, или «искусственная почка». Аппарат подсоединяется к лежащему на кушетке пациенту, кровь больного проходит сквозь «искусственную почку», а затем возвращается ему очищенной. Есть искусственное сердце, которое похоже на большой шкаф и, естественно, тоже находится вне тела пациента.
Есть портативные искусственные органы. Они по-прежнему находятся вне тела больного, но достаточно малы для того, чтобы он мог носить их на себе. Последним из широко освещавшихся в прессе органов такого типа является «носимый аппарат вспомогательного кровообращения». Он выглядит как небольшой ящик, который пациент носит с собой или на себе, внутри ящика - насос и электроника, помогающие сердцу работать.
Также существуют полностью имплантируемые системы – искусственные или биоискусственные. Еще не все части тела имеют полноценные аналоги, есть сложности с воспроизводством глаза или нервной ткани, но они рано или поздно будут разрешены. Человек получает искусственные органы, машина приобретает «человеческие» качества. Мы подходим к вопросу: «Чем человек отличается от машины?»
Есть одна функция, которая недоступна искусственным системам и доступна человеку, – это размножение. И если говорить о полном аналоге, о неком биороботе, похожем на человека, главная задача – научить его размножаться. Это сложный вопрос и с технической, и с этической точки зрения.
– А если без размножения, то, по-вашему, будет ли создано полностью искусственное тело к 2045 году?
– Думаю, да. Глобальных и неразрешимых технических проблем для создания полностью искусственного тела не существует. Все задачи понятны и потенциально решаемы. Возникает вопрос: зачем? Роботы, безусловно, нужны, они могут выполнять рутинные и изнурительные работы, летать в космос и так далее. Что касается искусственных органов и искусственного тела человека, то основная задача его создания – это высокотехнологичная медицинская помощь.
В первую очередь неотторгаемые биоискусственные органы спасут и облегчат жизнь миллионам больных. В листе ожидания на пересадку почки или поджелудочной железы сегодня стоят очень много людей. Я даже не говорю про востребованность интеллектуальных протезов, эта область демонстрирует просто поразительные успехи за последние десять лет. Все это нужно, это целесообразно, это делается. Что же касается создания аналога живого существа, я не до конца понимаю, зачем это нужно.
– Аналог позволит продлить жизнь до 200–300 лет с помощью замены органов, выходящих из строя. Они, скорее всего, будут выращиваться из стволовых клеток самого человека. Кроме того, это своего рода продолжение эволюции. Человеческий вид, как, впрочем, и любой другой, приспосабливается все к большему количеству условий. Так почему бы не сделать следующий эволюционный шаг – с помощью техники не приспособиться к Марсу, Венере, жизни под водой?
– Иногда для приспособления к непривычным средам достаточно и скафандра. Что касается эволюции, у нас есть геном и есть ДНК, которая изучена очень плохо. Есть наглядное сравнение: если расшифрованную часть ДНК представить себе в виде спортивного стадиона, то ее нерасшифрованная часть окажется столь длинной, что опояшет весь Земной шар.
Ситуация с ДНК напоминает эпоху Великих географических открытий: мы точно знаем, что где-то что-то есть, но полной и целостной картиной не обладаем. И ответить на вопрос, почему эволюция остановилась именно на человеке, не можем.
– Может быть, она еще не остановилась. У нее много времени.
– Я имею в виду – на данный момент. У нас нет данных, что эта эволюция куда-то пошла. Гипотез на этот счет очень много.
– Я, возможно, понимаю эволюцию слишком обобщенно. Для меня это процесс, в ходе которого отбираются основания, дающие все большую изменчивость и вариативность, которая, в свою очередь, обеспечивает приспособление. Сейчас мы вступили в технологический период эволюции, который все ускоряется.
– Такой широкий взгляд на эволюцию тоже имеет право на существование, не буду с вами спорить. Но вспомните знаменитого советского хирурга и пионера трансплантологии Демихова, который делал собак с двумя головами. Эти две головы еще никому не передались эволюционным путем!
Сегодня всеми правдами и неправдами развиваются технологии клонирования. Это, пожалуй, самый передовой рубеж с точки зрения заменяемых органов и искусственного тела. В ближайшей перспективе еще можно что-то прогнозировать, но что касается глобального эволюционного развития, тут мне сложно дать какой-то прогноз.
Основной критерий развития биологии, медицины, бионики – это смертность от тех или иных заболеваний. Первое место в мире занимает смертность от сердечнососудистых заболеваний, развитие технологий во многом направлено на ее снижение.
Первые имплантируемые кардиостимуляторы появились после Второй мировой войны. По сравнению с современными устройствами они были довольно примитивны. Создатели одного из первых электрокардиостимуляторов – выпускники медицинского университета в американском городе Миннеаполис – основали компанию Medtronic, которая сегодня является одним из лидеров в области имплантируемых приборов. Оборот одной этой компании больше оборота всей медицинской техники в России.
Сегодня электрокардиостимуляторы стали высокоинтеллектуальными приборами, они не просто поддерживают какой-то ритм, а вставляются в сердце и помогают ему восстановить (хотя бы частично) нормальное функционирование.
За последние 30 лет американцам удалось добиться снижения смертности от сердечнососудистых заболеваний. Однако на рост смертности от диабета или рака молочной железы им пока повлиять не удается. Таким образом, ответ на вопрос о векторе развития науки дают кривые роста смертности от заболеваний. Именно на это брошены основные усилия.
– Это, безусловно, благородная и важная задача. Но также ведутся разработки, которые не только нормализуют работу определенных органов, но и улучшают их функционирование. Я знаю, что с некоторыми протезами бегунов не пускают на соревнования, потому что они обгоняют обычных спортсменов.
– У американского агентства DARPA (Defense Advanced Research Projects Agency) есть обширная программа по бионике, в том числе военной. Они уже думают о том, как увеличить прыжки.
– А есть ли возможность создания систем, которые могли бы поддерживать существование какого-то отдельного органа, например мозга?
– Могу сказать, что можно сохранять достаточно долго сердце, принципиальных ограничений для этого нет. А зачем вы хотите поддерживать существование мозга отдельно от тела?
– Есть мнение, что мозг способен жить в несколько раз дольше остального тела и что его основные болезни связаны не с нейродегенеративными процессами, а с дефицитом определенных питательных веществ, который возникает вследствие износа тела и разбалансированности систем организма. Если бы мозг можно было отделить от стареющего тела и поместить в новое (например, искусственное), он прожил бы еще лет 200. Разве это не заманчивая перспектива?
– Если задача стоит таким образом, то нужно просто проводить эксперименты! Отделите мозг крысы и смотрите, долго ли он проживет. Нужно выбрать животных с непродолжительным сроком жизни и начать экспериментировать на них.
– У нас есть мысли о создании центра, который займется интеграцией технологий, разработок, материалов и интерфейсов, которые бы имели отношение к искусственному телу. Как должен быть организован такой центр для того, чтобы получить результат?
– Если люди подобраны правильно, то научный результат будет в любом случае. Даже сложно придумать область знания, которая была бы неактуальна для задач, стоящих перед вашим центром.
– А вам было бы интересно участвовать в работе этого центра?
– Меня привлекают такие направления, как биоискусственная почка, искусственная кожа и технология биопринтинга. Последнее, на мой взгляд, может стать объединяющим направлением. Орган – объемен, человек – объемен, и даже киборг имеет объем. 3D-принтинг – это логический путь развития клеточных технологий и искусственного тела.