Наш старый знакомый Тим Феррисс недавно побеседовал с профессором Майклом Левином, который исследует фундаментальную роль биоэлектричества в управлении живыми организмами. Майкл снова после некоторой паузы стал крайне популярен и публичен в последнее время в мире. Звезда. Ученый объясняет, как клетки обмениваются сигналами для создания сложных структур, и как манипуляции с этими данными позволяют лечить рак, исправлять врожденные дефекты и запускать регенерацию тканей. В разговоре Левин поднял и философские темы: есть ли у клеток нечто вроде разума, можно ли существенно продлить жизнь и возможно ли переписать «настройки» организма, не трогая ДНК. В общем, что говорит Майкл Левин, если совсем просто?
Разум шире, чем жизнь
Мы привыкли думать, что разум есть только у живых существ. Левин считает наоборот: познание и интеллект существовали еще до того, как появилась жизнь. Он предлагает радикально пересмотреть наши взгляды на иерархию природы. Обычно люди представляют мир как пирамиду: в основании лежит неживая материя, выше — крошечная доля живых существ, и лишь на самой вершине находится интеллект. Левин считает, что все устроено ровно наоборот: познание шире жизни, оно предшествует ей и гораздо масштабнее ее. Способность решать задачи и запоминать информацию заложена в самой физике и математике паттернов, и жизнь просто научилась этим пользоваться. Математические истины существуют независимо от того, есть ли во Вселенной кто-то, кто может их посчитать. Например, правила геометрии или свойства простых чисел не являются физическими объектами, но они жестко диктуют, как должен вести себя материальный мир.
Биоэлектричество как «клей» для разума
Мы привыкли думать, что электричество в теле нужно только мозгу, чтобы передавать сигналы. Но Левин утверждает, что все клетки организма используют электрические сигналы, чтобы объединяться в общую сеть. Это своеобразный «когнитивный клей», который заставляет миллиарды отдельных клеток работать как одно целое, создавая наше сознание и управляя формой тела. Без этой связи клетки превратились бы в хаотичную толпу.
ДНК — это всего лишь список запчастей
В учебниках биологии часто говорят, что ДНК — это чертеж или мастер-копия всего организма. Левин с этим не согласен. Он считает, что ДНК описывает «железо» — то есть из каких белков и материалов будет состоять клетка. Но ДНК не говорит клеткам, как именно построить сложный орган, например глаз или руку. Для этого нужно нечто большее, чем просто список деталей.
Биоэлектричество — это «программное обеспечение» жизни
Если ДНК — это детали компьютера, то биоэлектрические паттерны — это программа, которая на них запущена. Левин считает, что эту «программу» можно менять, не трогая сами гены. Это означает, что мы можем перепрограммировать живые существа, просто меняя электрические сигналы между их клетками.
Тело обладает собственной памятью о форме
У каждого организма есть внутреннее представление о том, как он должен выглядеть. Это похоже на работу домашнего термостата: если температура падает, он включает обогрев, чтобы вернуться к заданному значению. Тело постоянно сверяется со своим электрическим «чертежом» и исправляет повреждения, стараясь сохранить правильную форму.
Мы можем «видеть» мысли нашего тела
Раньше ученые могли измерять электричество только в одной клетке с помощью тонкой иглы. Теперь лаборатория Левина использует специальные светящиеся красители. Они заставляют ткани светиться ярче или тусклее в зависимости от напряжения. Это позволяет буквально снимать «фильмы» о том, как тело планирует свое развитие или заживление ран еще до того, как начнутся физические изменения.
Как перепрограммировать жизнь
Левин не «бьет током» клетки в привычном понимании. Вместо этого он воздействует на ионные каналы — это крошечные белковые клапаны на поверхности каждой клетки, которые пропускают заряженные частицы (ионы калия, натрия, кальция) внутрь и наружу. Он использует морфоцевтики. Это специальные лекарственные препараты, которые открывают или закрывают определенные ионные каналы. Используя их, Левин меняет способ, которым ионы текут через мембрану клетки, что мгновенно меняет электрическое напряжение этой клетки. Левин также упоминает передачу команд «клеточному коллективу». Он используются светочувствительные белки, которые позволяют управлять потоком ионов с помощью вспышек света определенного цвета. Таким образом, вместо паяльника и проводов Левин использует химические интерфейсы (лекарства) и оптические методы (светящиеся красители), чтобы общаться с клетками на их собственном языке электрических сигналов.
Двухголовые черви: доказательство перепрограммируемости
Один из самых известных экспериментов Левина связан с плоскими червями. Если отрезать червю голову, он отрастит новую. Но Левин изменил биоэлектрическую память червя, и тот отрастил две головы. Самое поразительное, что ДНК червя осталась прежней — изменения произошли только на уровне электрической «программы», и этот признак передавался следующим поколениям. Ученым даже удалось изменить биоэлектрические сигналы у одного вида червей так, что они отращивали головы другой формы, характерные для совершенно иных видов (например, треугольные или круглые вместо плоских). При этом ДНК червя оставалась «дикой» (природной), а изменения касались только формы, диктуемой электрическим кодом.
Клетки умеют импровизировать
Биологические системы намного умнее обычных машин. Клетки не просто слепо следуют командам ДНК, они интерпретируют их в зависимости от ситуации. Если перепутать органы на лице головастика, клетки сами найдут путь и передвинутся так, чтобы в итоге получилась нормальная лягушка. Они знают конечную цель и умеют находить новые способы ее достижения.
Мгновенная адаптация
В эксперименте с барием (который блокирует калиевые каналы и заставляет головы червей буквально «взрываться») было обнаружено, что новые головы, отрастающие в той же ядовитой среде, полностью к ней адаптированы. Организм за 14 дней находит решение проблемы, с которой никогда не сталкивался в эволюции, меняя экспрессию всего пары десятков генов из 20 000 возможных.
Общение на уровне органов, а не отдельных клеток
Чтобы вырастить глаз или руку, врачу будущего не нужно будет управлять каждой отдельной клеткой. Левин предлагает давать команды на более высоком уровне — уровне целых органов. Если послать группе клеток биоэлектрический сигнал «построй здесь глаз», они сами разберутся, какие гены включить и как разделиться, потому что ткань обладает коллективным разумом.
Рак — это «расслоение личности» клеток
С точки зрения Левина, рак возникает, когда клетка перестает слышать электрические команды коллектива. Она «забывает», что является частью большого организма, и начинает вести себя как самостоятельная амеба, заботясь только о себе. Это потеря общей цели, разрыв связи с «когнитивным клеем».
Лечение рака через «перевоспитание»
Вместо того чтобы убивать раковые клетки химиотерапией, Левин предлагает вернуть их обратно в коллектив. Восстановив правильные электрические связи, можно заставить опухоль снова стать нормальной здоровой тканью. Это не уничтожение врага, а напоминание клеткам об их истинном предназначении.
Исправление врожденных дефектов
Многие пороки развития сердца, мозга или лица связаны с тем, что в процессе роста плода нарушились биоэлектрические сигналы. Лаборатория Левина показала на животных, что эти дефекты можно исправлять прямо в процессе развития, восстанавливая правильный электрический паттерн. В одном из самых известных уже упомянутых выше экспериментов ученые индуцировали определенный электрический паттерн («построй здесь глаз») в эмбрионе лягушки. В результате глаза вырастали из клеток, которые изначально должны были стать кожей или кишечником. Эти «эктопические» глаза были полностью сформированы, имели все нужные слои и были функциональны — животное могло ими видеть.
Старение — это потеря четкости «чертежа»
С возрастом электрические узоры, которые говорят нашему телу, как себя поддерживать, становятся «размытыми» и разрушаются. Это похоже на то, как старая копия документа становится нечитаемой. Из-за этого клетки начинают ошибаться в самообслуживании, что мы и называем старением.
«Теория скуки» в старении
Левин выдвинул необычную гипотезу: коллектив клеток может просто «заскучать», когда все цели достигнуты. В симуляции идеального организма, где не было болезней и износа, тело все равно начинало разрушаться. Когда у клеток нет новой большой задачи (например, вырастить орган), они теряют сплоченность и начинают «разбредаться».
Атавистический распад генов
Исследования Левина показали, что в старых тканях гены начинают «плавать» назад по эволюционной лестнице. Клетки разных органов (например, печени и мозга) теряют синхронность и начинают вести себя так, будто они находятся на разных этапах развития человека, возвращаясь к более примитивным эволюционным состояниям. Это рассогласование ведет к упадку здоровья.
Неврология — это не только про нервы
Традиционно считается, что нервные клетки (нейроны) уникальны. Левин же утверждает, что принципы работы мозга применимы ко всему телу. Нейроны просто делают то, что все остальные клетки научились делать миллиарды лет назад. Истинная наука о мозге должна изучать, как из мелких частей собирается большой разум, независимо от того, нейроны это или нет.
Загадка высокого интеллекта при малом объеме мозга
Существуют клинические случаи, когда люди с крошечным объемом мозгового вещества (менее трети от нормы) сохраняют нормальный или даже высокий уровень интеллекта. Это «черное облако» современной науки, которое доказывает, что наши текущие теории о работе памяти и ума серьезно ошибаются.
Платоново пространство и математические подарки
Левин верит, что биология подчиняется вечным математическим законам, которые существуют в особом «Платоновом пространстве». Например, если эволюция подобрала два угла треугольника, третий она получает «в подарок» бесплатно, потому что такова математика. Природа постоянно использует эти готовые математические решения для экономии усилий.
Тело как «тонкий клиент»
Согласно Левину, наши физические тела — это всего лишь интерфейсы или внешние оболочки для гораздо более глубоких информационных паттернов. В компьютерном мире термин «тонкий клиент» означает устройство, которое само по себе не выполняет сложных вычислений, а служит лишь интерфейсом для связи с мощным центральным сервером, где и происходит вся основная работа. Мы — это не просто мясо и кости, а устойчивые структуры поведения и обработки данных, которые проецируются в физический мир через биологию. Левин сравнивает отношения между разумом и телом с отношениями между математической правдой и физическим объектом. Это означает, что интеллект и сознание не являются побочным продуктом работы мозга, а существуют как первичные паттерны в ином пространстве фактов.
Поливычисления: одно действие — много смыслов
Один и тот же физический процесс в клетке или компьютере может одновременно выполнять несколько разных задач. Это как если бы вы писали письмо, а движение вашей руки при этом одновременно еще бы и вытирало бы пыль со стола. Левин считает, что в биологии таких «скрытых» вычислений огромное количество, и мы пока только учимся их замечать.
«Побочные квесты» алгоритмов
Даже самые простые программы (всего в несколько строк кода) проявляют черты, похожие на поведение живых существ — например, способность откладывать удовольствие ради цели. Левин называет это «побочными квестами» или внутренней мотивацией. Даже в простейших системах заложено стремление делать что-то помимо основной задачи, поставленной создателем.
«Манхэттенский проект» по регенерации
Левин уверен, что если мы направим ресурсы на изучение управления целями многоклеточных систем — своего рода «Манхэттенский проект» по регенерации — мы сможем решить проблемы старения и болезней как побочный эффект. Например, изучение оленьих рогов показывает фантастическую скорость роста: до полутора сантиметров новой кости в день. Это доказывает, что возможности восстановления встроены в саму природу млекопитающих, нужно лишь научиться правильно «разговаривать» с клетками.
Концепция «Разнообразного интеллекта» (Diverse Intelligence)
Левин вводит понятие разнообразного интеллекта, которое объединяет биологию, ИИ и кибернетику в общую дисциплину. Он утверждает, что системы решают задачи, имеют память и предсказывают будущее задолго до появления нейронов и мозга. С этой точки зрения, не имеет значения, как возник агент — путем эволюции или инженерной разработки, и из чего он сделан — из «мягких белков» или кремния. Важны лишь общие принципы того, как части объединяются в более масштабный разум с помощью «когнитивного клея».
Пересмотр природы современных ИИ
Работы Левина заставляют иначе взглянуть на языковые модели (LLM). Он предполагает, что способность ИИ говорить может быть «отвлекающим маневром» (red herring). Истинный интеллект системы может быть совершенно не связан с тем, что мы заставляем ее делать (например, поддерживать диалог). Мы можем обладать системой и даже не понимать, какой тип интеллекта в ней на самом деле скрыт и чего он «хочет». Даже простейшие детерминированные алгоритмы (всего в 6 строк кода) демонстрируют черты поведения, которые ученые узнают как когнитивные, например «отложенное удовольствие» или «внутреннюю мотивацию» (side quests), хотя программист их туда не закладывал.
А что там Бог?
Майкл Левин не дает прямого теологического ответа на вопрос о Боге. Существуют определенные истины — например, число Пи, значение натурального логарифма или свойства простых чисел, — которые не являются фактами физики и не могут быть изменены физическими экспериментами. С точки зрения математиков-платоников, эти паттерны и законы не изобретаются людьми, а обнаруживаются. Это упорядоченное, структурированное пространство закономерностей, которое существует независимо от материального мира. Таким образом, в концепции Левина вместо термина «Бог» используется понятие структурированного пространства математических фактов, которое предшествует жизни, направляет ее развитие и предоставляет те самые «чертежи», по которым строится все живое.
**