Аннотация: "Жизнь - коротка, червяк - длинен" - так говорил Линней, и невольно указал путь, следуя по которому, мы, возможно, сумеем продлить жизнь и победить саму смерть.
Оцифруем C. Elegans!
"Жизнь - коротка, червяк - длинен" - так говорил Линней, и невольно указал путь, следуя по которому, мы, возможно, сумеем продлить жизнь и победить саму смерть.
Знакомьтесь - Caenorhabditis Elegans, свободноживущая почвенная нематода. Прозрачный червячок, длиной достигающий около миллиметра во взрослом состоянии. Один из нескольких организмов, у которых полностью сиквенирован геном и единственный - для которого точно известна топология связей его нейронной сети.
Организм C. Elegans включает 959 соматических ядер, что не совсем соответствует количеству клеток, поскольку одна клетка может содержать несколько ядер, однако легкоразличимые ядра значительно проще было подсчитывать. Ещё 131 ядро появляется и затем исчезает в процессе развития.
Нервная система представлена 302 нейронами, имеется более 5000 соединений между нейронами и более 2000 нейромышечных соединений. Удаляя отдельные нейроны при помощи лазера, удалось выявить их функциональное значение в организме.
Проект исследования C. Elagans был начат почти пол века тому назад, в 1963 году по инициативе Сиднея Бреннера. Впоследствии, проект охватил учёных из 60 стран. Продолжается он и сегодня. Тем не менее, кое-что всё ещё остаётся неясным. Неясно сложное целенаправленное поведение самца при спаривании. Тем более что самец, иногда появляющийся в популяции, отличается от обычной гермафродитной особи C. Elegans и отличается, главным образом, несколько более сложной нервной системой. Неясными остаются также и тонкости во взаимодействии отдельных нейронов...
Но пора бы, наверное, объяснить к чему я тут клоню. Речь пойдёт о сеттлеретике, то есть - переселении - перенесении сознания живого существа на иной, более надёжный субстрат, например в вычислительную машину. Цель - преодолеть смерть. Даже если для этого придётся отказаться от жизни, как способа существования белковых молекул.
Разумеется, в отношении C. Elegans нельзя говорить ни о переселении сознания куда либо, ни о сознании вообще. Но если сознание есть эффект работы нейронных сетей, то для осуществления переселения сознания, прежде всего, надо уметь работать с нейронами. И начать, логично было бы с относительно простых и при этом хорошо известных нейронных сетей. А этим требованиям как раз и отвечает нервная система C. Elegans.
Хорошо здесь то, что сама по себе нейронная сеть C. Elegans, может быть сравнительно легко оцифрована. И в данном случае, этот термин уместен. Если бы речь шла о человеке, то можно было бы обоснованно сомневаться в самой возможности перенести сознание человека на иной субстрат на базе сколь угодно мощной цифровой вычислительной техники. Но для C. Elegans такой проблемы нет. Сам по себе, обсчёт трёх сотен нейронов и связей между ними в режиме реального времени, представляется сравнительно несложной задачей, с которой вполне справиться даже обычный персональный компьютер. Сложность в другом, во взаимодействии между живым организмом и машиной...
Начать, конечно, следовало бы с выяснения алгоритмов работы отдельных классов нейронов. Но неинвазивные методы не обеспечат должное разрешение ни во времени, ни в пространстве. Инвазивные - не позволяют сохранять подвижность организма.
Да, микроэлектрод из пирекса, заполненный раствором соли, может иметь регистрирующую поверхность в доли микрометра, что позволяет получать данные об активности не только отдельного нейрона, но даже отдельного отростка нейрона - аксона или дендрита. Всё хорошо, но только вот регистрирующая поверхность электрода и сам электрод - далеко не одно и тоже. Принимая во внимание размер C. Elegans - у нас не получиться исследовать активность конкретных нейронов не ограничивая подвижность червяка, что, в свою очередь, исказит картину активности нейронов.
Тут волей-неволей задумаешься о наноперехватчиках нервных импульсов. Однако не всё так плохо.
Частично, проблему можно решить и уже имеющимися средствами. В конце концов, нам ведь нужны только записи реакций нейронов на те или иные комбинации входных импульсов. И совершенно не важно, получает ли нейрон вход с другого нейрона или с нейромедиатор искусственно апплицируется на дендрит. Это даже и лучше, ведь возможно практически произвольно задавать входы для нейрона, выявляя и уточняя алгоритм его работы.
К сожалению, ничего больше здесь не получить. Можно вскрыть коды всей нервной системы, но вмешаться в её работу можно лишь негативно, разрушая нейроны. Нам не очень важна жизнедеятельность организма в целом, при исследовании каждого отдельного нейрона. Но как можно было бы заменить нейрон цифровой копией и включить эту копию в обычную работу нервной системы? Цифровую копию мы, допустим, получили. И что дальше? Как нам осуществить интерфейс между этой цифровой копией и организмом? Использовать обычные микроэлектроды вместо дендритов и многоканальную жуть для микроионофореза вместо аксона? - Можно конечно. Только вот цифровой нейрон, должен включиться в нормальную работу нервной системы, а после такой мощной инвазии о нормальной её работе уже нельзя говорить.
Окончательно добить тему можно тем, что в конце концов мы ведь должны прийти к полностью оцифрованной нервной системе, что означает, в частности, что на каждый рецептор и на каждое нейромышечное соединение потребуется свой интерфейс. То есть в червячка длиной в миллиметр, нужно каким то образом засунуть больше двух тысяч электродов размерами в несколько сантиметров. Картинка получается сюрреалистической, прямо как у Станислава Лема в "Путешествии двадцать первом" Йона Тихого. Цитата: "Браггер Физз, изобретатель первого обессмертора, построил агрегат, который, охраняя организм человека (...) собирал любую крупицу информации, теряемой клетками, и вводил её обратно. Дгундер Брабз, на котором поставили первый обессмерчивающий эксперимент, стал бессмертным лишь на год. Дольше он не смог выдержать, потому что над ним бодрствовал комплекс из шестидесяти машин, запустивших мириады невидимых золотых проволочек во все закутки его организма. Неподвижный, он влачил плачевное существование посреди целой фабрики (...) Следующий бессмертный, Добдер Гварг, уже мог ходить, но на прогулках его сопровождала колонна тягачей, навьюченных обессмерчивающей аппаратурой. Он тоже впал в отчаяние и покончил самоубийством."
Но что если подойти к проблеме совершенно с другой стороны, если начать с создания цифровой модели тела C. Elegans в небольшой виртуальной вселенной, которая является реальностью для этого червячка? - Вполне возможно. Тем более, что наработки подобных моделей уже имеются и реализация адекватной цифровой модели C. Elegans видимо не потребует каких-либо запредельных вычислительных мощностей.
Что это даст? Это даст возможность "замкнуть" реальные нейроны на виртуальные рецепторы и эффекторы. Обездвижить. Препарировать... И "запустить" снова. Сигналы пойдут в нервную систему от виртуальной модели находящейся в виртуальной вселенной, в то время как реальное тело будет находиться в этаком полупрепарированном состоянии.
Сделав такой кульбит, получим сравнительно нормально функционирующую нейронную сеть которую затем можно уже не торопясь оцифровывать. Впоследствии, полностью оцифрованная нервная система может быть "перезамкнута", например, на робота функционально повторяющего организм C. Elegans...
Насколько это реально? Находится оно уже на самой грани фантастики или ещё за ней? - Решайте сами. В конце концов, это не руководство к действию, тем более - не план действий. Здесь не ставилась задача и описать возможные технологии сеттлеретики. Здесь предпринята лишь попытка рассмотреть возможные трудности на этом пути...