Генетика на завтрак (Научные лайфхаки для повседневной жизни) - Модер Мартин (книги регистрация онлайн бесплатно txt) 📗
Держать голову в холоде.
Чтобы отсрочить смерть очень и очень надолго, придется найти способ подвергнуть мир наших мыслей долгосрочной консервации. Все наши воспоминания — первый поцелуй, то чувство, будто впервые сел на раскаленную плиту, и ощущение, что сел на раскаленную плиту во второй раз, — хранятся в миллиардах нервных клеток в наших головах. Каждая из них связана так называемыми синапсами в среднем с 1000 других нейронов, чтобы они могли обмениваться информацией. Поэтому не стоит слишком уж гордиться своими 250 последователями в Твиттере, ведь у одной клетки мозга в четыре раза больше фолловеров. Да и жизнь у нее более насыщенная, она выдает обновление своего статуса до 1000 раз в секунду, сообщая другим нервным клеткам посредством электрохимических сигналов, чем она в настоящий момент занята.
Сеть, соединяющая нейроны, настолько эффективна, что одна клетка мозга может связаться с любой другой клеткой, преодолев максимум четыре промежуточных этапа. Удивительно, что наш мозг может делать нечто подобное, учитывая, что, как правило, после четырех раз процесс передачи информации превращается в игру в сломанный телефон.
Содержимое нашей памяти хранится в связях наших нервных клеток. С каждым полученным опытом структура соединения этих синапсов изменяется. Некоторых раздражает мысль о том, что что-то настолько интимное, как наши мысли, опирается на что-то настолько банальное, как кусок жира и белка весом 1,3 килограмма у нас в голове. Все наши моральные принципы, страхи, надежды и воспоминания записаны в связях наших нервных клеток, и все вместе это называется «коннектом».
Представьте себе, что живете в ближайшем будущем, когда уже изобрели микроскопических нанороботов. Однажды глухой ночью я пробираюсь в вашу комнату и незаметно ввожу вам в кровь маленькие механизмы, которые затем попадают в ваш мозг. Там они начинают перестраивать ваши нейронные связи. Клетка за клеткой, синапсы выстраиваются так, как программируют их нанороботы, используя результаты сканирования мозга Барака Обамы. Вероятно, на следующее утро вы проснетесь и вскочите с постели, бодро воскликнув: «Yes We Can», а потом удивитесь и начнете гадать, каким образом вместо Белого дома вы очутились в квартире обычного жилого дома. Все ваши воспоминания будут воспоминаниями президента, а о своей жизни до нанороботов вы и не вспомните. Этот, очевидно, сильно упрощенный мысленный эксперимент призван проиллюстрировать, насколько фундаментально структура наших нервных связей определяет то, что мы называем своим Я. Можем ли мы законсервировать это Я, сохранив все нейронные связи в их текущем виде? Есть исследователи, которые считают, что это возможно. Они так в этом уверены, что даже предлагают денежный приз тому, кто приблизит нас к цели законсервировать коннектом отдельной личности.
«Brain Preservation Technology Prize», или «Премия за технологию сохранения мозга», была учреждена нейробиологом Кеннетом Хейвортом и в настоящее время составляет чуть более 100 000 долларов. Для оплаты проведения исследований эта сумма, конечно, смешная, но все же какой-никакой красивый жест. Двадцать пять процентов денег предназначено для людей, которым раньше всех удастся законсервировать весь коннектом мыши, включая все синаптические связи. Остальные семьдесят пять процентов отдадут тем, кто первым добьется успеха в сохранении мозга крупного животного. При этом есть условие, что этот метод можно будет применять и к людям сразу после клинической смерти.
Скорее всего, вы уже слышали о прекрасно сохранившейся ледяной мумии Эци, которая даже после тысячелетнего пребывания в замороженном состоянии по-прежнему выглядит практически шикарно. Значит ли это, что можно получить 25 % призовых денег, закопав в снег голову следующей же мыши, которую притащит ваша кошка? Наверное, нет, но вы на правильном пути. Чтобы добиться лучшей сохранности, полное охлаждение неизбежно. Если не верите мне, достаньте йогурт из холодильника и оставьте его на все выходные у радиатора. Экстремальное охлаждение не только предотвращает разложение в результате деятельности микроорганизмов, но и замедляет движение молекул настолько, что прекращается дальнейшее разрушение мельчайших компонентов клетки, белков, жиров и углеводов.
И все же я не советую бросать мозг в морозилку сразу же после того, как его владелец испустит последний вздох. Потому что в органах содержится такое количество воды, что в клетках образуются кристаллы льда. Последствия вы, вероятно, можете себе представить на примере лопнувших бутылок с водой, оставленных в морозильной камере или на улице в холодное время года. При замораживании вода расширяется, а кристаллы льда разрушают клеточные мембраны. Этой проблемы можно избежать, если своевременно начать прикладываться к стеклоомывателю автомобиля. Содержащийся внутри антифриз понижает температуру замерзания воды, благодаря чему она не кристаллизуется даже при самых низких температурах. Рыбы, живущие в Антарктике, уже давно освоили этот трюк. Из-за содержания соли в Южном океане вода в этом районе замерзает уже при -2 °C. Впрочем, в организме самих животных содержание соли гораздо ниже, потому что они активно ее выделяют. В результате при такой температуре окружающей среды их тела вмиг окоченели бы, так что для приготовления замороженного полуфабриката «Captain Iglo» осталось бы только собрать их замерзшие трупики с поверхности океана да запанировать. Поэтому рыбы вырабатывают белок, который, действуя подобно антифризу, защищает их от образования кристалликов льда внутри клеток.
Нам, теплокровным, такая роскошь недоступна, поэтому нам нужна наука, чтобы компенсировать свои недостатки.
Одним из самых влиятельных экспертов в области биологической защиты от замерзания является криобиолог (от греч. kryos — холодный) Грегори М. Фахи.
Криобиологу Грегори М. Фахи первому удалось охладить целый орган до температуры, подходящей для долговременного хранения без нарушения функциональности [87]. Для этой цели извлеченную почку кролика охладили до -135 °C. При этой температуре химические реакции настолько ослаблены, что вряд ли смогут разрушить что-то даже за тысячи лет. Исследователи, конечно, не хотели ждать так долго, поэтому аккуратно разморозили почку, смыли использованное средство от замерзания и вернули орган кролику. Почка и вправду начала снова выполнять свою работу, что позволило животному вести относительно нормальную жизнь. Если бы при экстремально низких температурах в почке образовались кристаллы льда, кролику с тем же успехом можно было бы имплантировать кусок мягкой колбасы. Поэтому пришлось принять меры предосторожности для предотвращения фактического замораживания и сопутствующей кристаллизации. Для этого орган был витрифицирован (от латинского vitrum — стекло).
Витрификация — это процесс, при котором жидкое вещество становится все более вязким по мере понижения температуры, пока в какой-то момент не станет полностью жестким без образования кристаллов.
При классической кристаллизации хаотически перемещающиеся молекулы жидкости занимают фиксированное положение в кристаллической решетке[17], как только температура опускается ниже определенной точки. При витрификации же, наоборот, когда температура понижается, движение молекул замедляется, но частицы при этом не образуют кристаллическую решетку. Это похоже на мед, который в замерзшем состоянии течет довольно медленно, а летом при 30 °C чуть ли не выпрыгивает из стеклянной банки. Само стекло представляет собой похожий материал, который при комнатной температуре кажется твердым, как кристалл, но на самом деле остается необыкновенно вязким веществом.
Тот факт, что витрификация может сохранять функциональность человеческих клеток, можно наблюдать на примере искусственного оплодотворения.
