Компьютерра, 2006 № 29 (649) - [30]

Перестройка мозга может происходить не только в случае его травматического повреждения. Напомним зарегистрированный факт увеличения отделов мозга, отвечающих за ориентацию в пространстве, у лондонских таксистов. Еще интереснее доказанная в нескольких случаях способность к эхолокации, которая может развиваться у слепых людей. Овладевшие этим даром издают негромкие щелчки языком, а затем на основании полученного эха реконструируют расположение окружающих предметов. Прославившийся на всю страну незрячий американский подросток Бен Андервуд (Ben Underwood) благодаря эхолокации может даже кататься на скейтборде. Значит, наши с вами органы чувств пригодны и для решения столь нехарактерных для человека задач. Проблема лишь в том, чтобы развить структуры в мозгу, которые позволят управлять такими способностями.

К удивительным перестройкам оказывается способна не только мозговая ткань. После знакомства с историей Терри Уоллиса легче поверить и в случай с электриком из Калькутты Самбу Роем (Sambhu Roy). Тот получил сильный электрический ожог головы. Медики могли лишь наблюдать, как отторгалась пораженная часть черепа 25-летнего мужчины. К счастью, под ней образовались новые мозговые оболочки и новая кость. Так что сейчас удачливый электрик фотографируется для прессы, держа в руке кусок черепа, отделившийся от его головы.

Вообще, в последнее время появились основания для серьезной переоценки способности человека и его ближайших родственников к регенерации. Австрийские биологи повторили и развили эксперименты, выполненные полтора века назад немецким физиологом Эмилем Дюбуа-Реймондом. Эксперименты на мышах подтвердили старые наблюдения, что электрический ток, текущий через поверхность раны, может существенно усиливать восстановительные процессы. При правильно подобранных параметрах электрического поля, как оказалось, заметно усиливается способность клеток к миграции. Речь идет о вполне естественном механизме восстановления повреждения, но внешнее воздействие отключает какой-то механизм торможения в ходе его реализации.

Канадские ученые из университета Альберты с характерными для современной американской науки именами Цзе Чэнь (Jie Chen) и Ин Цуй (Ying Tsui) выступили с еще более необычным сообщением. Они разработали ультразвуковой генератор, который крепится на челюсти, как зубная скоба, и вызывает восстановление сломанных зубов. Важное условие - чтобы, как часто бывает при ударах, в толще челюсти остались живые корни зуба. Эти два инженера опирались на результаты Тарека эль-Биали (Tarek El-Bialy), медика из того же университета, который смог при помощи более крупного устройства вызвать восстановление утраченных зубов у кроликов.

Наконец, добавьте к вышеупомянутым фактам широкий круг феноменов, связанных с действием стволовых клеток (это настолько обширная тема, что она заслуживает отдельного обсуждения), и вы поймете, что речь идет о многочисленных возможностях для восстановления структур, потеря которых ранее казалась необратимой. Конечно, главные следствия из этих и аналогичных историй носят практический характер. Тем не менее рискнем затронуть и некоторые теоретические аспекты.

Изложенные здесь факты плохо согласуются с представлением об организме как о пошаговой реализации генотипа. Если бы наши свойства были результатом развертывания жесткой программы, не существовало бы никакого механизма для корректировки аномалий в случае серьезных отклонений от нормы.

Предположим, мы смогли разбить нормальный онтогенез на множество запрограммированных шагов: включений тех или иных генов и вызванных ими преобразований развивающейся системы. За шагом 1 следует шаг 2, за шагом 27 - шаг 28 и так до конца. В зависимости от исходной наследственной программы у нас должен получиться то ли читатель «Компьютерры», то ли ее автор, то ли редактор. Кажется, все понятно; примерно так же инсталлируется компьютерная программа. Однако жестко запрограммированными могут быть только те шаги, которые неоднократно проходились в ходе эволюции системы управления. Как быть с нештатными ситуациями - вариантами 28a, 28b, 28c, 28d и так далее, одни из которых являются достаточно вероятными отклонениями от нормальной траектории, а другие - серьезными повреждениями?

Как возникает приспособленность? Общий ответ - в результате предшествующего отбора. Например, способность заживлять раны можно рассматривать как результат соответствующего отбора - те, кто успешнее их заживляли, чаще оставляли потомков. Но отбора на способность восстановления мозга в результате двадцатилетнего пребывания в коме не было и не могло быть до конца XX века!

Инсталляторы программ или включают отдельные инструкции на случай всех предусмотренных вариантов, или игнорируют отклонения траекторий развития, или выдают сообщения об ошибках. У некоторых организмов (например, у круглых червей) управление индивидуальным развитием организовано сходным образом. Несомненно, что наша программа задана иначе. Впервые это отчетливо осознал немецкий эмбриолог Ганс Дриш, который изучал в начале XX века развитие морских ежей (без издевки: наших близких родственников, особенно с точки зрения эмбрионального развития). Из плавающей в толще воды личинки развивается морской еж. А что получится из половинки разрезанной экспериментатором личинки - пол-ежа? Нет, целый еж, только в два раза меньшего размера!