Головний герой анімаційного серіалу «Футурама» опиняється у далекому майбутньому, потрапивши всередину кріокамери. Хоча, на перший погляд, заморожування тіла є чудовою ідеєю, аби подолати час та простір, насправді з погляду сучасної науки ця ідея безперспективна.
Заморожування людей у «Футурамі» й не тільки
29 липня з’явився новий сезон культового фантастичного серіалу «Футурама». Уже чверть століття люди сміються над химерним образом майбутнього, яким мандрує Філіп Фрай. За сюжетом, простий розносник піци випадково опинився у центрі кріонування людей і з не менш смішних причин потрапив у камеру для заморожування, в якій і пролежав тисячу років.
Взагалі ідея сну протягом кількох століть дуже розповсюджена у фантастичній літературі. Вона є зручним способом потрапити не лише у майбутнє, а й до інших зір.
Сучасна фізика не визнає можливості подорожувати швидше за світло. А значить, мандрівка навіть до найближчих до нас зір займе роки, десятиліття, а то і століття. І весь цей час астронавтам на борту космічного корабля треба їсти, пити й повільно старіти.
Але теоретично вони можуть уникнути цього, якщо за допомогою холоду уповільнять усі процеси у своєму організмі до ледь помітних. Більшу частину подорожі корабель подолає під керуванням автоматики, а коли прибуде на місце, то комп’ютер розбудить екіпаж і він почне досліджувати новий світ.
Кріонування та анабіоз
Найчастіше, коли у фантастиці згадується уповільнення життєдіяльності за допомогою холоду, то це називається «анабіоз». Цей термін прийшов із біології, де він означає складну сукупність процесів, які дозволяють живим істотам — від комах до ведмедів — уповільнювати свої біологічні процеси. Саме спостереження за природою свого часу надихнули вчених і письменників на ідею, що людина теж так може.
У більшості загальновідомих випадків анабіоз справді пов’язаний із настанням холодів. Та й під час охолодження процеси дійсно уповільнюються. Проте здатність впадати у сплячку, а потім — прокидатися від неї — це суто біологічний процес, який зумовлений еволюційним пристосуванням до нього певних видів живих істот. При цьому механізми вони використовують геть різні.
З людиною цей фокус не вдасться. Під час переохолодження справді виникають симптоми, схожі на засинання. І навіть серце може припинити битися при збереженні мінімальної активності мозку. Тільки ось для нас це квиток в один кінець. Якщо таку людину не реанімувати протягом кількох хвилин, то клітини мозку починають гинути.
Цей процес добре вивчений на численних випадках провалювання під кригу. У багатьох з них серце людини вдається запустити, а от її свідомість так остаточно і не приходить у норму. Тому класичний анабіоз людині буде доступний тільки якщо її спеціально для цього генетично модифікувати.
Та попри це вчені вже багато років експериментують із заморожуванням та розморожуванням клітин та тканин. Ця практика називається кріонікою. Таким чином можна достатньо довго зберігати органи для пересаджування чи статеві клітини, які потім можна використовувати для штучного запліднення. Теоретично там можна зберігати навіть цілий організм людини, й саме цим методом у «Футурамі» скористався для подорожі у майбутнє Філіп Фрай.
Проблеми кріоніки
Експерименти з заморожування живих істот вчені розпочали ще в середині XX століття. Це не дуже складно за наявності потужних морозильних камер. Проблема полягає в іншому: всередині біологічних клітин є вода, яка перетворюється на кригу і, як завжди, розширюється. При цьому стінки зовнішньої мембрани рвуться. Ззовні все виглядає відносно добре, але при розморожуванні клітини, органи й весь організм безповоротно гине. Принаймні так відбувається з усіма ссавцями. Невеликим рептиліям та амфібіям інколи вдається вмерзнути в кригу, а потім відтанути без летальних наслідків. Причиною цього є їхня біологія і невеличкий розмір.
Проте спосіб вберегти клітини від загибелі під час заморожування є. Для цього треба наситити їх спеціальною речовиною — кріопротектором. Якщо це зробити, то по досягненні певної температури всі біологічні процеси зупиняються без утворення кристалів льоду.
Саме таким чином зараз заморожують тканини й окремі органи, а потім використовують їх для трансплантації. Одними з найкращих кріопротекторів є високомолекулярні спирти гліцерин та етиленгліколь. Це встановили ще в наприкінці 1970-х, але тоді ж кріоніка фактично вперлася в стіну.
Людське тіло — велике і до того ж вкрите шкірою, яка ефективно запобігає проникненню всередину нього різних небажаних речовин. Тому наситити його швидко кріопротектором не вийде. А гліцерин та етиленгліколь є помірно токсичними. Якщо занурення в них вимірюється хвилинами — нічого страшного. Але якщо клітини плавають у ньому годинами, то гинуть не гірше, ніж від заморожування.
Та попри цей факт, який насправді ніколи широко не афішувався, саме у 1970–80-х спочатку у США, а потім і в інших країнах почали виникати центри, які пропонували своїм клієнтам, переважно літнім і дуже хворим людям, заморозити себе і прокинутися у майбутньому, коли від їхніх хвороб будуть знайдені ліки.
Поступово мода на такі центри минула, хоча вони продовжують свою діяльність досі, й будь-хто може скористатися їхніми послугами. За сюжетом «Футурами», саме один із них допоміг Філіпу Фраю потрапити у майбутнє. Хоча насправді з ним, як і з будь-яким клієнтом центрів кріонування, цього б не сталося. Його тіло загинуло б або під час підготовки до заморожування, або під час нього.
Заморожування мозку
Ось уже майже 50 років кріоніка перебуває в глухому куті. Нових кріопротекторів, які були б одночасно ефективними й нетоксичними, так і не знайшли, й шанс, що вони знайдуться у майбутньому, досить невеликий. Однак розвиток клонування підказав ентузіастам цього напрямку нове рішення.
Якщо ми можемо виростити зі стовбурових клітин будь-який орган, то чому б не кріонувати замість усього тіла лише мозок і зразки тканин. У майбутньому технології точно дозволять виростити для клієнта нове здорове тіло. Проте експерименти знову ж виявилися невдалими. Людський мозок — один із найбільших органів нашого тіла, він важить понад 1 кг. До того ж його клітини вкриті додатковою захисною плівкою — гемоенцефалітним бар’єром, який кріопротектори проходять вкрай повільно. А значить, кількагодинного плавання в гліцерині знову не уникнути.
Усе це своїм клієнтам кріоцентри не дуже поспішають розповідати, тим більше, що часто це люди, які хапаються за останню надію. Тим більше, що сама структура нейронів навіть при такому дуже недосконалому заморожуванні зберігається і це дає багатьом фахівцям надію на вирішення ситуації іншими методами.
Нейромережі та нанотехнології
Коли у 1970-ті розвиток кріоніки зупинився, люди дуже мало знали про те, як працює наш мозок. Відтоді з’ясувалося, що він є нейромережею — системою обробки інформації, яка працює як сито завдяки здатності окремих нейронів набувати певних станів під час пропускання крізь них потоків інформації.
Існує певна ймовірність того, що якщо ми просто запам’ятаємо положення кожного з мільйонів нейронів у нашому мозку, а потім відбудуємо його копію з живих клонованих клітин, то цього вже буде достатньо, аби відтворити особистість.
Зараз технологій, які б дозволили це зробити, немає. 3D-друк органів — вже реальність, але його точність і близько не така, яка потрібна для відтворення людського мозку з електронного чи замороженого зразка.
Теоретично проблему мали б розв’язати нанороботи. Вони просто зібрали б копію мозку з окремих клітин. Проте ідеї мікроскопічних машин, які можуть вільно перетворювати матерію, стільки ж років, скільки кріоцентрам, а серйозних практичних результатів щодо її реалізації поки що не видно.
Та й із самою концепцією копіювання нейромережі не все гаразд. Це з електронними нейромережами все просто: кожен нейрон там має «вагу» — певне числове значення або їхній набір, і цим опис його внутрішнього стану вичерпується.
Біологічний нейрон — це жива клітина, по суті, крихітна біологічна фабрика, всередині якої ДНК, РНК, рибосоми, гормони та інші органічні речовини весь час вступають у зв’язки один з одним. Не набагато простіше влаштовано і синапс — зв’язок між окремими клітинами мозку.
Як ця машина працює, ми досі знаємо дуже приблизно. Але те, що заморожування, нехай і з кріопротектором усе це сильно пошкодить сумнівів немає. Можливо, воно не таке вже й важливе для формування нашої свідомості, зрештою, вона надзвичайно пластична. А можливо, при недостатньо точному відтворенні вчені отримають зовсім не ту особистість, що жила в замороженому тілі до того.
З великою долею ймовірності подорож Філіпа Фрая у майбутнє в кріокамері так ніколи й не стане реальністю. Зрештою, навіть для тих живих істот, які регулярно впадають у сплячку це — найбільший стрес у житті. І для багатьох він виявляється летальним.
А може бути, що подорож головного героя «Футурами» таки можна повторити. Тільки завершить її вже не та людина, яка лягала до кріокамери, а хтось, кого з решток зібрали вчені у майбутньому. Проте можливо, що це — цілком нормально. Адже кожна подорож так чи інакше є перетворенням особистості. Тож, цілком можливо, що в новий світ майбутнього має входити якась нова людина.
