Знание-сила, 2001 № 10 (892) - [8]
Модель будет не только реагировать максимально адекватно, но и действовать так же: можно проникнуть внутрь любого органа и посмотреть, как меняется ток крови в почках или печени после приема лекарства. Создаются специальные компьютерные программы, при помощи которых врачи (а позднее скорее всего и все желающие) смогут пройти любой путь внутри человеческого тела – с молекулой воздуха, например – и наблюдать все процессы, происходящие там, воочию. Переоценить значимость такой наглядности хотя бы для медицинского обучения просто невозможно.
Идея создать Виртуального человека возникла у экспертов американской морской пехоты, когда они искали возможности исследовать воздействия новых видов вооружения на людей, не подвергая живых людей опасности. Попытка исследовать эти воздействия при помощи компьютерного моделирования привела к неудаче, поскольку смоделированы были лишь отдельные органы, но не весь человеческий организм в целом. Ради объективности стоит отметить, что моделирование органов велось давно и очень успешно.
Виртуальное сердце, созданное Денисом Ноблом в Оксфордском университете, уже наглядно продемонстрировало перспективность такого моделирования. Оно было сделано (в виртуальном смысле этого слова) из соответствующего числа клеток, каждая из которых старательно перерабатывает сахар и кислород, ну в точности, как настоящая. С 1999 года лекарственные компании успешно используют это сердце для проверки воздействия своих лекарств.
Вдохновленный первым успехом, Денис Нобл с коллегами основал компанию «Physiome Sciences», которая специализируется в моделировании человеческих органов или участков клеток для фармацевтической индустрии. На сегодня ими создано уже несколько десятков таких грубых, но работающих моделей, причем моделируются не только крупные части тела, но и отдельные рецепторы и комплексы органов. Возникла целая отрасль индустрии, работающая на тестирование лекарств. Например, компания «Emelos» моделирует состояние болезни. Для того чтобы создать модель астмы, пришлось включать информацию о самых разных структурах и процессах – от самолетного трафика до реакции иммунных клеток. Самые первые подступы к Виртуальному человеку показывают, что для его создания необходимо самое тесное сотрудничество академических исследователей с компьютерщиками, причем на самой мощной вычислительной технике.
Мало того, что это сложнейшая научная и техническая задача, она связана с большими организационными проблемами. Прежде всего, надо стандартизовать способы сбора и представления биологической информации, поскольку до сих пор все, что существует, представлено в абсолютно произвольных форматах. Никто не задумывался о том, как наладить потоки информации от сердца к легким или к почкам. На сегодня задача, стоящая перед создателям Виртуального человека, не уступает по сложности той, что встала перед создателями Вавилонской башни.
Но ситуация быстро меняется к лучшему: представители Physiome Sciences объявили в марте 2001 года, что будут бесплатно предоставлять все свои разработки некоммерческим и научным организациям- Таким образом, идея биологического моделирования будет, с одной стороны, широко распространяться, а с другой – подпитынаться научным сообществом. Уже сейчас с компанией охотно сотрудничают и биотехнологические компании, и американский раковый центр, и министерство сельского хозяйства. При этом не надо забывать, что все чаше приходится задумываться о вопросах безопасности и о том, чтобы самые современные разработки не попали бы в руки недостойных людей.
Руководители Physiome Sciences надеются, что правительство примет участие в работах, хотя бы в вопросах стандартизации данных. Во всяком случае, даже первые оценки объемов работ и их стоимости говорят о том, что без государственной поддержки будет трудно обойтись: они в десятки раз превышают масштабы проекта по расшифровыванию генома человека. При этом расшифровка генома еще продолжается, и правительственных чиновников надо будет серьезно убеждать приступить к чему-то гораздо более серьезному. Но, как верно отмечают лидеры проекта «Виртуальный человек», время не ждет!
В Интернете уже создан портал «Виртуальный человек» – своеобразное «окно» для общения со всем миром. Окончательная цель проекта заключается в том, что исследователи смогут сидеть за своими терминалами и следить за поведением интересующих их частей Виртуального человека. Хирурги будут оптимизировать с его помощью свои операции, а аптекари впервые в жизни увидят, что происходит с их таблетками после того, как они отправляются в желудки пациентов. У компании есть и более глобальные, хоть и менее научные планы: с развитием ЗБ-технологий сделать возможным путешествие внутри человека из любой точки земного шара через Интернет. А может, даже и не внутри человека, а внутри клетки, причем внутри разных клеток. Можно будет почувствовать себя вирусом, бактерией или же молекулой яда.
Но, как ожидают «родители» Виртуального человека, самым важным и значительным результатом их работы будет первая возможность наблюдать за реакцией всего организма как целого на любое внешнее воздействие. Впервые появится возможность наблюдать, как действуют на сердце и почки лекарства от воспаления легких и т.п. В то же время создатели честно признаются, что в их планы входит моделирование работы нейрона мозга, даже большой группы нейронов, но как работает мозг, не знает никто, поэтому и моделировать его пока невозможно. Есть лишь надежда в процессе работы подступать к решению проблемы последовательными приближениями.
