Знание-сила, 2009 № 01 (979) - [35]

Обратимся поэтому к рассмотрению клеточно-молекулярных механизмов приобретенного иммунитета. Длительное и глубокое изучение процесса образования антител показало, что в организме млекопитающих уже при рождении имеется потенциальная возможность образовать антитела к десяткам миллионов разнообразных химических структур, в том числе против структур, расположенных на поверхности разнообразных и многочисленных вредоносных агентов (вирусы, бактерии, токсины и т.п.). Эта возможность реализуется, когда организм сталкивается с каким-либо вредоносным агентом. Тогда начинается образование антител, которые могут защитить организм от этого агента.

Возникновение такого огромного репертуара антител оказалось возможным потому, что в процессе эволюции в течение сотен миллионов лет возник механизм образования огромного количества белков из ограниченного количества генов путем комбинаторики. Так, ген, кодирующий некое антитело, собирается из нескольких генов-фрагментов. Эти гены составляют несколько семейств, содержащих гены, которые кодируют только один определенный тип фрагментов. Вот из них и собирается сложный ген какого-либо конкретного антитела. Сборка такого гена производится в лимфоцитах, предназначенных для образования антител. Так, ген антитела против кори состоит из одного определенного набора разных фрагментов. А ген антитела против ветрянки — из другого набора. И все гигантское разнообразие антител создается благодаря громадному разнообразию многочленных комбинаций генов- фрагментов.

Здесь следует особо подчеркнуть совершенно случайный характер процесса формирования этого семейства. Началось, по-видимому, с одного гена-основоположника, который в результате случайной мутации стал кодировать белок, способный распознать некую химическую структуру. Затем благодаря удвоению и дальнейшим мутациям число таких генов стало разрастаться, и некоторые из них оказались способными защищать организм от некоторых других вредоносных агентов. Ничего целенаправленного в этом процессе не было. Это была стрельба по площадям. Но так как эта стрельба длилась сотни миллионов лет, то практически не осталось ни одной химической структуры, для которой не нашлось бы распознающего ее антитела. Случайный характер процесса подчеркивает то забавное обстоятельство, что в семействе содержатся гены, кодирующие антитела, способные распознать, помимо фрагментов поверхности любых вредоносных агентов, также и такие химические структуры, какие в природе не существует, а синтезированы в лаборатории.

Еще одно следствие случайности процесса состоит в том, что продукты генов — исходные антитела, — как правило, не способны полностью распознавать и как следствие полностью нейтрализовать вредоносные агенты. Одни из них нейтрализуют свои агенты на 80%, другие — на 60%, а третьи — только на 20%.

Способность образовывать антитела, пусть несовершенные, явилась серьезным шагом в процессе обеспечения выживания. Однако в процессе эволюции природа изобрела гораздо более эффективное средство защиты от вредоносных агентов. Сначала в ответ на контакт с вредоносным агентом иммунная система синтезировала только несовершенные антитела. Затем в процессе дальнейшей эволюции она научилась: а) оценивать степень совершенства производимых ею антител, б) в соответствии с полученной информацией усовершенствовать производимые ею антитела и в) сохранять способность синтезировать эти усовершенствованные антитела в течение длительного времени. Иными словами, иммунная система приобрела способность усовершенствовать антитела благодаря возникновению механизма обратной связи между процессом нейтрализации данного вредоносного агента данным антителом и механизмом образования данного антитела. Все эти процессы происходят в соматических клетках — антителообразующих лимфоцитах. Таким образом, в данной ситуации внешняя среда, не влияя на гены половых клеток, способна модифицировать гены соматических клеток. Вот все эти процессы и составляют суть иммунологического обучения, иммунологической памяти, то есть приобретенного иммунитета.

Теперь можно попытаться совершить обратный путь от механизмов иммунологического обучения и иммунологической памяти, присущих иммунной системе, к механизмам обучения и запоминания, осуществляемым нервной системой. Пользуясь этой аналогией, можно предположить, что в мозгу человека содержится обширное семейство генов, которые контролируют многочисленные знания, как об окружающем мире, так и о самом организме, задолго до того как возникает нужда в этих знаниях. Как и гены антител, эти гены возникали случайно, в течение сотен миллионов лет.

Как и продукты генов антител, совершенно неизвестные нам продукты генов знаний, по-видимому, являются несовершенными. И так же, как в случае антител, эволюция создала механизм усовершенствования продуктов генов знаний под влиянием воздействия внешней среды с помощь механизма обратной связи. Именно этот механизм предположительно лежит в основе приобретения любых знаний путем обучения. Когда возникает нужда в определенных знаниях, соответствующие сигналы стимулируют работу, а затем и модификацию соответствующих генов интеллекта, которые уточняют и углубляют исходные знания и превращают их из вещи в себе в вещь для нас. Так, можно думать, что возникновение специфической грамматики конкретного языка из врожденной универсальной грамматики под влиянием языковой среды происходит аналогично возникновению некоего антитела, путем комбинаторики отдельных генов, составляющих семейство генов-фрагментов языка.