будут включать сложные машины ремонта клеток. Следовательно, мы должны оценивать успех существующей процедуры биостаза в свете максимальных способностей медицины будущего. До того, как машины ремонта клеток станут ближайшей перспективой, эти способности, и таким образом требования для успешного биостаза, останутся в большой степени неопределёнными. Сейчас, основные требования кажутся достаточно очевидными.
Молекулярные машины могут строить клетки с нуля, как это показывают делящиеся клетки. Он также могут строить органы и системы органов с нуля, как это показывает развивающийся эмбрион. Врачи будут способны использовать технологию ремонта клеток, чтобы направлять рост органов из клеток самого пациента. Это даёт современным врачам большую свободу в процедурах биостаза: даже если они были вынуждены повредить или уничтожить большинство органов пациента, они тем не менее не нанесли необратимого ущерба. Будущие коллеги, вооружённые лучшими инструментами, будут способны восстанавливать или заменять эти органы. Большинство людей было бы радо иметь новое сердце, свежие почки и более молодую кожу.
Но мозг – другое дело. Врачи, которые допустят разрушение мозга пациента, допустят разрушение пациента как личности, что бы не происходило с остальным телом. Мозг содержит структуры память, личности, Я.
Пациенты после инсульта теряют только часть своего мозга, однако страдают проблемами от частичной слепоты до паралича и потери способности говорить, снижения интеллекта, изменения личности, и хуже. Эффекты зависят от места повреждения. Это говорит о том, что полное разрушение мозга вызовет полную слепоту, паралич, неспособность говорить и безумие, вне зависимости от того, продолжает ли дышать тело или нет.
Как писал Вольтер, 'Чтобы подняться вновь, чтобы быть тем же человеком, каким вы были, вы должны сохранить свою память идеально свежей и актуальной; потому что память создаёт вашу самоидентичность. Если ваша память потеряна, как вы можете быть тем же человеком?' Анестезия прерывает сознание, но не разрушает структуры мозга, и процедура биостаза должна делать нечто подобное, на более длительное время. Отсюда возникает вопрос о природе физических структур, которые лежат в основание памяти и личности.
Нейробиология, и информированный здравый смысл, сходятся в базовой сущности памяти. По мере того как мы формируем воспоминания и развиваемся как индивидуальности, наш мозг изменяется. Эти изменения воздействуют на функцию мозга, изменяя рисунок его деятельности: когда мы вспоминаем, наш мозг что-то делает; когда мы действуем, думаем или чувствуем, наш мозг что-то делает. Мозг работает посредством молекулярных машин. Серьёзные изменения в мозговой функции предполагают серьёзные изменения в его молекулярных механизмах – в отличии от памяти компьютера, мозг не сделан так, чтобы мгновенно очищаться и заново заполняться. Личность и долговременная память долговечны.
По всему телу долговременные изменения в функции включают долговременные изменения в молекулярных механизмах. Когда мускулы становятся сильнее и быстрее, их белки изменяются в количестве и распределении. Когда печень приспосабливается иметь дело с алкоголем, её белковое содержание также изменяется. Когда иммунная система научается распознавать новый вид вируса гриппа, белковое содержание снова изменяется. Поскольку машины, основанные на белках в реальности выполняют работу движения мускулов, расщепления токсинов и распознавания вирусов, этой связи можно было ожидать.
В мозгу белки формируют нервные клетки, обсыпают их поверхности, связывают одну клетку с соседней, контролируют поток ионов и каждый нейронный импульс, продуцируют сигнальные молекулы, которые нервные клетки используют, чтобы передавать сигналы по синапсам, и многое, многое другое. Когда принтер печатает слово, он выкладывает на бумагу структуры из чернил; когда нервные клетки изменяют своё поведение, они изменяют свои структуры белков. Печать также оставляет в бумаге некоторые вмятины, и нервные клетки меняют не только свои протеины, однако сказать о чернилах на бумаге и белках в мозгу достаточно, чтобы понять принцип. Происходящие изменения далеко не неуловимые. Исследовании сообщают, что долговременные изменения в поведении нервных клеток включают 'поразительные структурные изменения' в синапсах: они заметно изменяются в размере и структуре.
По-видимому, долговременная память – это не что-то очень тонкое, готовое испариться из мозга при малейшем случае. Память и личность – прочно внедрённое в то, каким образом срастаются мозговые клетки, в структуры, формирующиеся за годы опыта. Память и личность не более материальны, чем буквы в романе, однако, подобном им, они воплощены в материю. Память и личность не уносятся прочь при последнем вздохе, как только пациент умирает. На самом деле многие пациенты возвращаются из так называемой 'клинической смерти', даже без помощи машин ремонта клеток. Структуры разума разрушаются только когда и если следящие за пациентом врачи позволяют мозгу пациента подвергнуться разложению. Это опять даёт врачам ощутимую свободу в процедурах биостаза: обычно им не требуется останавливать метаболизм до тех пор, пока жизненно важные функции не остановились.
По-видимому, сохранение клеточных структур и структуры белков мозга также сохранит структуру разума и Я. Биологи уже знают как сохранить ткань вот так хорошо. Воскрешающая технология должна дождаться машин ремонта клеток, но технология биостаза кажется уже в большой степени у нас в руках.
Мысль, что мы уже располагаем технологиями биостаза может казаться удивительной, поскольку значительные новые возможности редко возникают за одну ночь. В действительности технологии не новы – ново только понимание их обратимости. Биологи разработали два основных подхода по другим причинам.
На протяжении десятилетий биологи использовали электронные микроскопы, чтобы изучать структуру клеток и тканей. Чтобы подготовить образец, они использовали химический процесс, называемый фиксацией, чтобы удерживать молекулярные структуры в фиксированном состоянии. Широко распространённый метод использует молекулы глютаральдегида, гибкие цепочки из пяти атомов углерода с активной группой атомов водорода и кислорода с каждого конца. Биологи фиксируют ткань, прокачивая раствор глютаральдегида через кровяные русла, что позволяет молекулам глютаральдегида проникнуть в клетки. Молекула беспорядочно движется внутри клетки, пока одним концом не вступит в контакт с белком (или другой активной молекулой) и не свяжется с ним. После этого другой конец продолжает болтаться свободным до тех пор, пока также не вступит в контакт с чем-то способным активно вступать в реакции. Обычно это приковывает белковые молекулы к соседним молекулам.
Эти перекрёстные связи удерживают молекулярные структуры и машины на одном месте; потом могут быть добавлены и другие химические вещества, чтобы добиться более всеобъемлющей или прочной фиксации. Электронная микроскопия показывает, что такая процедура фиксации предохраняет клетки и структуры такими, какими они были, включая клетки и структуры мозга.
Первый шаг к гипотетической процедуре биостаза, которую я описал в главе 7, включает простые молекулярные устройства, способные входить в клетки, блокировать их молекулярные машины и структуры с помощью установления перекрёстных связей. Молекулы глютаральдегида подходят под это описание довольно хорошо. Следующий шаг в этой процедуре включает другие молекулярные устройства, способные замещать воду и плотно упаковывать себя вокруг молекул клетки. Это также соответствует известному процессу.
Химические вещества, такие как пропилен гликоль, этилен гликоль и диметил сульфоксид могут проникать в клетки, замещая большую часть воды в них, при этом причиняя минимальный вред. Они известны как 'криопротекторы', потому что они защищают клетки от повреждения при низких температурах. Если они заместят достаточно воды в клетке, то охлаждение не будет означать замерзание, оно просто заставляет раствор протектора стать всё более и более густым, переходя от жидкого состояния, которое по консистенции напоминает сироп, к такому, которое напоминает горячую смолу, к такому, которое напоминает холодную смолу, и наконец, к такому, которое также плохо течёт, как стекло. В действительности, в соответствии с научным определением термина раствор протектора и квалифицируется как стекло; процесс затвердевания без замораживания называется витрификацией. Эмбрионы мыши, витрифицированные и сохранённые в жидком азоте, выросли в здоровых мышей.
