Симбиоз человека с роботом

Один из самых известных деятелей в области исследования возможности долголетия, основатель научно-исследовательского фонда SENS Обри ди Грей утверждает, что «многие из живущих сегодня людей будут жить тысячу лет или дольше». Ряд современных ученых считают, что к 2050 году на Земле сформируется радикально новый тип человека. Этому будут способствовать естественный отбор и развитие технологий.

Обри ди Грей

Эволюция плюс генная терапия?

Научный сотрудник Всемирного института мозга Каделл Ласт утверждает, что именно сейчас человечество переживает серьезный эволюционный скачок. Не исключено, что уже к середине этого столетия продолжительность нашей жизни существенно возрастет, говорит он. Люди смогут рожать детей в любом возрасте, а большинство повседневных задач будут выполняться при помощи искусственного интеллекта. Также большую часть времени мы станем проводить в виртуальной реальности.

- В свои 80 или 100 вы будете радикально отличаться от нынешних бабушек и дедушек, - полагает Ласт.

Так, говорит он, период полового созревания у людей будущего увеличится. Молодость будет приходиться на годы, которые сейчас считают средним возрастом, - 40-60 лет. А всего мы будем жить по 120-150 лет. И это далеко не предел.

С одной стороны, увеличению продолжительности жизни будет способствовать эволюция мозга. Дело в том, что по мере развития цивилизации нашему мозгу приходится впитывать все большее количество информации, и он естественным образом увеличивается в размерах. Соответственно, ему требуется большее количество энергии на развитие и созревание. Так что физические темпы роста организма замедляются.

Но, как говорится, на бога надейся, а сам не плошай! Было бы наивно «ждать у моря погоды» и не пытаться улучшить жизнь, когда для этого имеются все возможности. Уже упомянутый Обри ди Грей считает, что старение - это всего лишь «побочный эффект жизни». С ним можно бороться путем вмешательства в механизм работы живых клеток на генетическом уровне. Ведь обычная медицина лечит в основном симптомы заболевания.

А, скажем, поведенческие изменения при болезни Альцгеймера проявляются значительно позже того, как мозг уже необратимо поражен амилоидными бляшками... Пока генные методы терапии находятся в основном на стадии исследований, но в ближайшие 30 лет вероятность того, что благодаря им человек сможет продлить свою жизнь, значительно увеличится.

На 12-й Международной конференции когнитивных нейронаук в Брисбене (Австралия) группа нейрофизиологов рассказала о своем открытии. Оказывается, зона головного мозга, отвечающая за пространственное внимание, с возрастом не проявляет признаков старения, тогда как большинство других функций мозга ухудшаются. Не исключено, что со временем удастся раскрыть механизм старения мозга и научиться «выключать» программы возрастного разрушения. Это позволит избежать таких неприятных последствий старения, как склероз или маразм.

А если заменить?

Но это еще не все! Продление жизни может обеспечить и замена изношенных частей организма. Ведь именно выход из строя какого-то органа чаще всего является причиной смерти. Сейчас уже разработаны искусственные сердце, печень и почки. Задача в том, чтобы заставить их работать достаточно долго и без перебоев. Многих спасают и донорские органы. Правда, их количества пока недостаточно, чтобы спасти жизни всех страждущих.

В 2013 году в Смитсоновском музее авиации и космонавтики состоялась презентация модели, созданной лондонской компанией  Robot Co, призванной продемонстрировать прорыв в биостроительстве и создании искусственных органов.

Выходом могло бы стать выращивание нужных живых тканей «в пробирке». И работы в этом направлении уже ведутся. В ближайшие три года могут появиться целые «фермы» по выращиванию человеческих органов! Сейчас уже существуют искусственные печень, легкие и почки, которые используются, например, для тестирования лекарств, химических средств и косметики.

Но, чтобы проводить полноценные исследования, требуется целый человеческий организм. На сегодняшний день эта проблема решается путем проведения экспериментов над животными, что многие считают неэтичным. Поэтому планируется разработать биомашины - комплексы из человеческих органов, функционирующие на микрочипах.

Так, сотрудники Университета Иллинойса (Чикаго, США) представили новый класс ходячих мини-биороботов, работающих на мышечных клетках. Два года назад перед учеными встала задача - заставить робота двигаться подобно живому организму... Вначале для этой цели использовались мышечные клетки сердца. Но позднее выяснилось, что скелетные мышцы гораздо лучше поддаются управлению с помощью электрических импульсов.

Прорыв в создании нового поколения роботов позволил сделать ЗD-принтер. Именно благодаря ему удалось «напечатать» миниатюрные машины из гибкого гидрогеля и живых скелетных мышц. Для того чтобы мышцы могли сжиматься и разжиматься, применяются электрические импульсы. Воздействие электроимпульсами разных частот может заставить биороботов, например, двигаться быстрее или медленнее.

Новая модель

Идея интегрировать биоорганизмы в робототехнику нашла и другие воплощения. В прошлом году публике были продемонстрированы миниатюрные биороботы размером всего в несколько миллиметров, способные двигаться самостоятельно благодаря сокращению живых клеток сердечной мышцы крыс.

К сожалению, такие клетки сокращаются постоянно, поэтому контроль за движениями затрудняется. В основу новой модели легли полоски клеток скелетной мускулатуры, а запускается она от тех же внешних электрических импульсов. 

Конструкция биоробота создана по аналогии с мускульно-сухожильными блоками в организме позвоночных. Каркас из гидрогеля, отпечатанный на ЗD-принтере, обладает достаточной прочностью и гибкостью и позволяет роботу сгибаться, как если бы он обладал суставами. Два столбика крепят к каркасу полоску мускулов (аналогично креплению сухожилия к костям) - и в результате они начинают функционировать как конечности.

 Скорость движения такого биоробота зависит от частоты электрических импульсов. Клетки скелетных мышц помогли механизму двигаться более свободно и одновременно увеличили возможности контроля над ним...

Но это вовсе не предел возможностей. Сейчас авторы разработки собираются еще больше усложнить систему управления, например, вживив в конструкцию нервные клетки. Это позволит передвигать биороботов в различных направлениях с помощью света или под воздействием химических реакций.

По мнению руководителя проекта Рашида Башира, обзаведясь автономными сенсорами, такие роботы могут вести самостоятельный поиск различных химических соединений, в частности токсинов. Биоробот должен найти источник их распространения и нейтрализовать его, распыляя соответствующие реагенты.

Пять органов

А если говорить не о роботах, а о человеческом организме? Команда гарвардских ученых работает над системой, состоящей из пяти органов, выращенных искусственным путем. Это позволит лучше изучить механизмы различных недугов, например астмы.

- Если наша новая система будет одобрена чиновниками, она позволит избавиться от большинства лабораторий, проводящих испытания на животных по всему миру, - прокомментировал биотехнолог из Технического университета Берлина, глава компании TissUse Уве Маркс.

Также искусственные органы смогут стать альтернативой донорским, которых сейчас катастрофически не хватает. Более того - возможно, с их помощью удастся решить проблему отторжения организмом чужеродных органов, которое часто становится причиной смерти пациентов после трансплантации.

Еще недавно всерьез обсуждался вопрос выращивания человеческих особей без мозга (путем клонирования) с целью превращения их в доноров. При наличии возможности выращивания различных органов вне тела необходимость извлечения их из организмов отпадет вместе с проблемой этики.

Если же мы научимся переносить содержимое человеческого мозга на компьютерные носители, создавая таким образом матрицы мышления конкретных индивидов, то впоследствии чип с этой матрицей можно вставить в искусственное тело, которое прослужит 100 или 200 лет. По истечении данного срока тело можно заменить, а человеческое «я» сохранится вместе со всей своей памятью и индивидуальностью.

Кстати, произойти это при нынешних темпах развития технологий может относительно скоро - к 2045 году. Правда, у «искусственников» могут возникнуть проблемы с размножением. Но наверняка рано или поздно ученым удастся решить задачу репродукции, и тогда искусственные системы начнут полностью функционировать как биологические.

Елена ГИМАДИЕВА, Ида ШАХОВСКАЯ