Блуждающий нерв

Статья про ‘ксенокортикацию’, о которой сейчас много говорят (по кр. мере, в моем нейро-пузыре), восхищает новаторством и пугает впечатлительных людей. Давно слежу за лабораторией Sergiu P. Pasca, одного из лидеров в мире по органоидам, и ждал от него чего-то в этом духе, помня, как он вживлял органоиды человека в мозг крысам.

Теперь же они сделали шаг вперед: создали мышей, которые рождались без коры мозга и гиппокампа; внутри черепа у них наполовину пусто, и туда авторы клали по 4 кортикальных органоида человека. Те разрастались, заполняли полость, связывались с низлежащими подкорковыми тканями мыши и тянули свои проекции вплоть до спинного мозга. В общем, обживались на новом месте. — Это еще не бэтмен, но уже человеко-мышь. Химера, где пол-мозга от человека. Нет, умнее мыши не стали, по целому ряду причин, но в том и не было цели.

Подход — грубо говоря, лишить тело [половины] мозга — вызвал стойкую ассоциацию с концепцией ‘bodyiods’, которая появилась в прошлом году и также произвела фурор. Там авторы предложили выращивать человеческие тела без мозга, “телоиды” по-нашему, чтобы обеспечивать больных свежими органами. Заметьте, что авторы идеи ‘bodyiods’ работают в Стэнфорде, как и авторы метода ‘ксенокортикации’. Совпадение? — не думаю.

В обоих случаях ключевая идея та же, удаление нейронного субстрата. При этом статья о телоидах ставит вопрос, можно ли получить человеческое тело, не имеющее морального статуса человека. Статья о ксенокортикации исследует, как внедрить мозг человека в нечеловеческое тело, не подняв моральный статус реципиента. Оба подхода предлагают манипулировать субстратом, так чтобы остаться ниже порога сознания/моральности, сохраняя биологическую полезность.

Мне неизвестно, общались ли авторы. Но они явно принадлежат к одной интеллектуальной традиции: нейронная сложность является релевантной переменной для морального статуса, и ее можно конструировать.

Клод указывает мне на Henry Greely (одного из авторов телоидов), как связующую фигуру:

“Грили — биоэтик и юрист из Стэнфорда, и, пожалуй, именно он в наибольшей степени повлиял на то, как научное сообщество рассматривает эти вопросы. Более десяти лет он выступает в качестве связующего звена между нейроэтикой и наукой о стволовых клетках — он принимал участие в пересмотре руководящих принципов ISSCR в 2021 году, в которых впервые официально рассматривалась трансплантация человеческих нейронных органоидов животным. Его соавторство в статье о бодиоидах свидетельствует о том, что бодиоиды — это не только научное, но и этическое предложение — это позиция в нормативном обсуждении еще до появления самой технологии, именно потому, что он знает, насколько медленно развивается этическая инфраструктура по сравнению с наукой.

Теперь взгляните на раздел этики в статье о ксенокортикации: там упоминаются «перспективные и текущие консультации с биоэтиками из Стэнфордского университета», надзор со стороны Стэнфордского нейробиологического института и «внешний независимый специальный комитет по этике». Присутствовал ли Грили в каких-либо из этих комнат, я не могу подтвердить — в статье не указаны имена консультантов по этике. Но институциональная культура та же. Лаборатория Pasca уже много лет занимается этикой как первостепенной частью науки; в их статье 2025 года четко обозначена номенклатура и этические основы для исследований органоидов/трансплантации”.

Для выводов уже мало места. Поэтому сжато: понятие “человек” становится все менее философским, все более нейро-биологическим, это аттрактор, со все более неустойчивыми границами. В Стэнфорде, в частности, испытывают их на прочность. Вопрос, кого мы считаем человеком (наделяем моральным статусом), в 21 веке будет определяться развитием науки и технологий сильнее, чем многим бы хотелось.

P.S. Мечтаю, чтобы Илья Колмановский, наконец, взял большое интервью у Pasca и приехал к нему в лабу. По-моему, пора. 😉

EPFL/ Johns Hopkins NEvo создает сверхстимулы для мозга человека, короткие видеоролики, которые при их просмотре активируют выбранную целевую область. Перемещая ‘кортикальный прожектор’, можно подбирать наиболее подходящие стимулы для разных зон мозга — и вот уже я сам себе устраиваю нейромодуляцию.

Сверхстимулы жутко интересная тема сама по себе, а с приходом генеративного ИИ она обрела новое измерение. Потому что ИИ способен на ходу создать персонализированный стимул, учитывая реакции клеток, на основе обратной связи. — Началось это, пожалуй, семь лет назад, в экспериментах с обезьянами. В той статье нейросеть синтезировала картинки, активирующие конкретные популяции нейронов у макак, и тогда же я, перенося этот подход на людей, писал, что “сверхстимулы могут быть и семантическими, то есть вызывать нужную реакцию за счет смысла, заложенного в текст, видео или мем”.

NEvo во многом реализует эту идею. Но изъян в том, что пока у них чисто in silico эксперименты, так что я поначалу воспринял работу скептически. Поделился сомнениями с Gemini, и, должен признаться, его пояснения ряд сомнений сняли, и в целом доводы кажутся разумными. Кому интересно, выложил фрагменты беседы здесь, они полнее раскрывают суть исследования.

США активно перестраивают свою науку. Именно как организованную деятельность. Всё не доходили руки написать. Вот вкратце, что происходит.

NSF запустил ранее анонсированную инициативу X-Labs на $1.5 млрд: создание исследовательских групп, которые будут закрывать ‘пробелы’ в науке путем разработки платформенных технологий. Это проекты среднего масштаба, вроде консорциумов, но локализованные в одном месте, более автономные и под конкретную цель.

Аналогичные X-Labs в области биомедицины продвигают в рамках NIH: исследования с высоким риском и высокой отдачей, которые не под силу обычным лабораториям. Законопроект HR 6572 одобрен директором NIH и внесен на рассмотрение в Конгресс. Судьбу HR 6572 можно отслеживать здесь.

Миссия Genesis уже распределяет деньги, на первом саммите (видео) объявили 278 получателей грантов. Суммы пока скромные, учитывая бюджет $5 млрд, но это сделано сознательно: быстро покажите, что вы что-то умеете, тогда получите много. Пришло 5 тыс. заявок, т.е. интерес сильно выше ожидаемого, несмотря на все пересуды.

Ранее правительство подготовило “Genesis Mission National Science and Technology Challenges”, важный документ, где обозначены приоритеты миссии: круг проблем, по которым ИИ должен изменить скорость и характер исследований в первую очередь. По сути, это области, в которых США должны сохранять лидерство во что бы то ни стало.

Венчает это все недавно изданные 1) отчет NSF “Состояние науки и техники в США к 2026”; 2) доклад научного советника Белого Дома “Наука: новый золотой век” и 3) меморандум о приоритетах бюджета для НИОКР на 2028 год как способ реализации 2). Доклад выполнен в традиции легендарного доклада В. Буша 1945 г., который во многом определил модель американской науки, какой мы ее знаем. Теперь Golden Age (за)меняет эту модель, перенося акцент с науки, движимой любопытством, на исследования, ориентированные вокруг ключевых проблем, а также с университетов на отдельных ученых.

Инициативы и доклад подвергаются ожесточенной критике, это неизбежно и предсказуемо, слишком много интересов задето, даже без учета партийной борьбы (хотя она превалирует). Местами бывает критика по-существу, здравые мысли. Однако, как я уже отмечал, негодование ученых можно понять, но все их доводы разбиваются о факт: в рамках прежней модели США начинают уступать лидерство Китаю. Так что наука будет перестроена. То, как себя проявит новая модель, предстоит выяснить. Stay tuned.

Последние дни, по совпадению, выходят знаковые тексты про ИИ в жанре призыва или манифеста. Взятые вместе, они транслируют картину: мы приблизились к важному рубежу, влияние ИИ переходит в новое качество, и это требует стратегического выбора и кардинальных решений.

Эдиториал Science о том, что способность понимания ИИ людьми стремительно убывает и, если не пересмотреть политику развития моделей/агентов, шанс на понимание будет утрачен навсегда. Вместо того, чтобы гнаться за бенчмарками, нужно прокачивать интерпретируемость:

“Цель состоит не просто в повышении возможностей ИИ, а в том, чтобы ИИ был более понятным, подотчетным и соответствовал целям человека. Окно возможностей для достижения этого будущего сужается. Без постоянных усилий по поддержанию понятности ИИ мы можем стать зависимыми от систем, которые мы не можем ни адекватно понять, ни эффективно управлять ими, — что трансформирует отношения между людьми и системами, которые они создают”.

Лонгрид Anthropic о рекурсивном самосовершенствовании. ИИ программирует все лучше, они видят это в собственных разработках, скоро он будет писать 100% кода компании и создавать все более мощные версии себя. Отсюда призыв думать, как это контролировать.

Следом уже сам Д.Амодеи выдал очередное эссе с рекомендациями по изменению политики в отношении ИИ, от обязательной проверки безопасности моделей и защиты рынка труда до регуляторики в биомедицине и геополитических союзов. Это попытка осмыслить экспоненциальный рост ИИ и предложить план действий.

“Модели, вычислительная мощность которых превышает определенный порог, должны пройти обязательное тестирование квалифицированной третьей стороной на предмет уровня риска в четырех конкретных областях: кибербезопасность, биологическое оружие, потеря контроля над системами ИИ и автоматизированные исследования и разработки, которые могут ускорить возникновение этих других рисков”.

Самое неожиданное, MAGNIFICA HUMANITAS, энциклика Папы Римского Лва XIV, объемный текст о том, как оберегать человеческую личность в эпоху искусственного интеллекта (версия на русском). Тут и манифест, и призыв и даже план действий. Тоже предчувствие «смены эпохи».

Ученые не отстают. Математики приняли Декларацию, где заявляют об ИИ как угрозе для математики и ее ценностей. По их мнению ИИ подрывает долгосрочное будущее дисциплины. В ответ они дают практические рекомендации. — Их коллеги, напротив, воодушевлены.

Science пишет про уныние в рядах астрофизиков:

“Многие ученые, опрошенные журналом, опасаются, что, если инструменты ИИ будут внедрены во все сферы научного процесса, это может привести ни к чему иному, как к гибели астрофизики как человеческого занятия”.

Кратко о развитии “платформенной науки” на базе ИИ, как это фрагментирует практику международного сотрудничества:

“Решения, принятые в ближайшие 5 лет о том, кто сможет получить доступ к научной инфраструктуре с использованием ИИ и на каких условиях, определят географию глобальных открытий на целое поколение”.

✍️ Это далеко не все по данной теме даже из того, что появилось почти одновременно.

80-летняя женщина с запущенным Альцгеймером, почти молчавшая пять лет, приняла 5 граммов псилоцибина и на следующий день проснулась, рассказывая истории из своей жизни. — Таким сообщениям не следует сходу доверять, это кейс-репорт, не статья, и опубликовал всего лишь Front. Neurosci. Но если допустить, что авторы не врут, то это еще один случай сохранности функций мозга, которые не исчезают, а блокируются (по каким-то причинам).

Вот краткое изложение из Х:

“Она жила с Альцгеймером уже десять лет. Посление пять из них провела в состоянии, которого все мы боимся: она была неконтинентна, едва могла ходить и не могла одеваться сама. Её речь сократилась до отдельных слогов, и семья смирилась с тем, что женщина, которую они помнили, больше недостижима.

Затем она приняла пять граммов псилоцибина за одну контролируемую сессию в Бразилии. Первые часы её “трипа” были тяжёлыми, с сильным потоотделением и долгим, глубоким состоянием, похожим на сон. Затем, примерно через девятнадцать часов, она проснулась и говорила о своей жизни почти четыре часа, извлекая реальные воспоминания и события из прошлого.

В следующие дни изменения продолжались. Она восстановила контроль над мочевым пузырём после пяти лет. Она начала одеваться сама и ходить с гораздо меньшей помощью, чем раньше. Она снова начала встречаться взглядом с людьми. Она узнавала свою семью и помнила, кто её навещал и что они говорили.

Мы рассматривали молчание поздней стадии деменции как прямое отражение отмирания ткани. Мы считали, что потерянные функции исчезают, будучи стёрты вместе с нейронами. Этот случай предполагает, что функции, возможно, не были уничтожены, только заперты, и что достаточно мощное встряхивание сетей мозга может на время сделать их снова доступными”.

Вывод самих врачей:

“Полученные результаты не следует трактовать как обратимость патологии болезни Альцгеймера. Скорее, они указывают на возможность того, что скрытые функциональные возможности могут сохраняться при прогрессирующей нейродегенерации и временно становиться доступными при определенных условиях нейромодуляции”.

Это довольно схоже с тем, как тяжелых паркинсоников “возвращают” музыкой, и с тем, что описывал Сакс в “Пробуждениях” (его пациенты принимали леводопу). И даже с terminal lucidity перед смертью. Везде единый паттерн — резкое улучшение, буквально “излечение”, но преходящее.

Интригует сам феномен сохранения личности/памяти/психики: быть может, продуктивнее понимать деменцию не как болезнь (хаотичное разрушение), а как отчаянную адаптацию мозга к структурным и метаболическим изменениям. Напр., он “обесточивает” некоторые сети, либо защищая их, либо перераспределяя падающие ресурсы. Или же блокирует к ним доступ. Каковы бы ни были причины, это проактивная стратегия, хотя внешне она манифестируется в “симптомы деменции”.

Даже амилоид и тау могут быть не выражением патологии, а средством борьбы с ней.

Возможно, мы неверно интерпретируем то, что происходит при нейродегенерации? Если так, то смена оптики помогла бы, вероятно, найти более эффективные пути лечения.

В дополнение к предыдущему. Как раз вчера вышла статья, которая раскрывает тезис о связанности иммунной и нервной систем. Сегодня многое в этой области переосмысливается, и есть даже предложение рассматривать их как единую систему: нейроиммунную.

Для медиков здесь открываются новые стратегии лечения, когда, скажем, периферическая нейромодуляция снижает хроническое воспаление, а иммунотерапия противостоит нейродегенерации. — Статья небольшая, рекомендую, и отмечу признание нейронов как сенсоров врожденного иммунитета. Один отрывок все же процитирую:

“Наше понимание нейронов больше не ограничивается их способностью исключительно передавать электрическую информацию; они также активно интерпретируют и распространяют иммунные сигналы. Функционируя как врождённые иммунные сенсоры, нейроны, наконец, могут быть способны формировать формы долговременной «нейрональной иммунной памяти», что подтверждается эпигенетическими данными. Такие возможности открывают принципиально новый взгляд на нейроны и знаменуют собой эволюцию нейроиммунного синапса от структурного контакта до функциональной иммунной органеллы – места пересечения синаптических, метаболических и иммунных языков. [...]

Поскольку и нейроны, и врожденные иммунные клетки выходят за рамки своих канонических границ, они обнаруживают общий молекулярный язык, управляющий здоровьем, болезнью и адаптацией по всему нейроиммунному коннектому. В конечном счете, эта конвергенция означает не конец границ, а возникновение нового рубежа, где нейроны действуют иммунно, а иммунитет действует нейронно”.

На днях на сессии по иммунологии (КМУ) речь зашла о том, что иммунная система тесно связана с нервной, и, как следствие, психические состояния могут влиять на ход выздоровления. — Сразу вспомнил статью: людям в VR показали лица якобы зараженных субъектов, и у людей повысились биомаркеры врожденного иммунного ответа. Т.е. реальные инфекции и виртуальные (без воздействия патогена) активировали одну и ту же физиологическую реакцию!

Впечатлила еще одна работа: развитие рака у мышей подавлялось их cоциальным взаимодействием. Мы знаем, что одиночество убивает, но тут было очень наглядно.

«Больше всего нас удивило, насколько стойким оказался эффект — всего час ежедневного соц. взаимодействия значительно снижал рост опухоли и тревожное поведение».

На тему психической/нервной регуляции, включая иммунную систему, я уже писал здесь не раз. Рекомендую полезный обзор в Cell: главный автор та самая Ася Роллс, так что отдельное внимание уделено иммуноцепции.

Глобально мы идем к тому, что и поддержание здоровья, и лечение могут быть построены не только на фарме, но и на управлении состояниями психики. Первое дороже, но не требует от человека усилий; второе — наоборот. Поэтому фарма будет рулить. Но я сохраняю надежду, что “медицина будет активнее задействовать связи мозга с телом и психические процессы”.

По Genesis Mission. Я бы отнесся со всей серьезностью. Скептики считают, что это лишь способ поддержать убыточную ИИ индустрию. Думаю, ставки тут выше, и главная мотивация — не дать Китаю бросить вызов лидерству США в науке и технологиях. В рамках текущей модели Китай уже ставит его под вопрос, и тренд необходимо сломать. Поэтому они 'подрывают' саму модель научного познания: transform how science is done.

Планы см. в указе Трампа. Там не случайно идет сравнение с Манхэттенским проектом: это и целеполагание, и уровень амбиций. Если сработает, эффекты могут быть глубокими. Темп открытий ускорится, теории утратят былую силу, а передовую науку будут делать те, кто владеет огромным объемом вычислений и данных (т.е. США): “объединив учёных с интеллектуальными системами, которые рассуждают, моделируют и экспериментируют с невероятной скоростью”. Впрочем, и Китай активно накапливает данные и инвестирует в выч. мощности — эти двое и останутся на ринге, никто больше не потянет такую науку.

Ровно три года назад я писал в одном науч-поп издании про перспективы ИИ в науке и, в частности, про идею генеративного моделирования. Теперь это имеет прямое отношение к Genesis Mission:

“Модель обучают на реальных данных экспериментов или наблюдений, а затем она создает синтетические данные как способ проверки гипотез. Так удалось выяснить, от чего зависит затухание звездообразования в галактиках. Швейцарские астрофизики из ETH Zurich загрузили в модель данные о галактиках, находящихся в среде с низкой плотностью, и попросили показать, как бы выглядели эти галактики в среде с высокой плотностью.

Что отличает этот подход от обычного моделирования — программе не дают заранее никаких правил и знаний о физических процессах, только исходные данные. По сути, ИИ ищет взаимосвязи между разными параметрами и узнаёт, как изменятся одни параметры, если изменить другие. Так можно проверить огромное множество сценариев, включая и те, что никогда не удастся наблюдать. Для ученых ключевой вопрос здесь в том, сколько всего полезной информации скрыто в данных и как ее извлечь по максимуму. […] Некоторые ученые называют генеративное моделирование «третьим способом» познания Вселенной (наряду с наблюдением и обычным моделированием), подчеркивая его независимость от теорий”.

20 мая вице-президент Google, Блез Агуэра-и-Аркас, выступит в SFI с лекцией “Computing, Life, and Intelligence” (вроде бы Santa Fe Institute будет транслировать в YT и LI). — Я не раз отмечал его идеи, он нетривиально рассуждает и считает, что развитие GenAI побуждает нас переосмыслить многие взгляды на природу вычислений, интеллекта и самой жизни. Осенью выходит его книга “What Is Intelligence?”, и лекцией он, по сути, предваряет ее.

В апреле он с вице-президентом Alphabet опубликовал эссе, где они провозглашают смену парадигм, усматривая глубокую связь между вычислениями и биологией. Текст стоит читать вдумчиво, пусть даже некоторые тезисы выглядят спорно. Ключевой раздел там, на мой вкус, Collective Intelligence, про ‘теорию разума’ и взаимное моделирование агентов на всех уровнях, вплоть до отдельных клеток мозга:

“интеллект лучше всего понимать как «социальный фрактал», а не как единую монолитную сущность”.

Что сильно перекликается с идеями Майкла Левина, но это и не удивительно, поскольку они знакомы. Левин также в апреле выдал свой paradigm shift, но о нем лучше отдельно. В целом, хотя ИИ на виду, в Life Sciences тоже грядут переосмысления, и все больше пересечений между областями, вплоть до размытия границ между природным и искусственным, живым/мертвым и т.д. — И темы: “Biocomputing and Synthetic Intelligence”.

P.S. Это интереснее и глубже, чем пугалки вроде AI 2027 (какие уже по счету?), даже с пространными комментариями авторов. Радует лишь, что проверка таких прогнозов близка.

Для замены органов можно выращивать тела людей, но без центральной нервной системы, — такую идею озвучивают авторы из Стэнфорда, два биоинженера, работающие со стволовыми клетками в Институте регенеративной медицины, и именитый профессор права, специализирущийся на вопросах биомедицинской этики. — До первого апреля еще неделя, так что пишут всерьез.

Они и термин придумали: «бодиоид». Это живое тело “без нейронных компонентов, которые позволяют думать, осознавать или чувствовать боль”. Начать предлагают с животных — якобы это снимет многие этические вопросы, ведь на бодиоидах можно проводить любые эксперименты, не причиняя страданий.

Не уверен, что истинный бодиоид реализуем, и что можно надежно доказать отсутствие sentience. Однако это всегда конвенционально. Условным «бодиоидом человека» можно считать пациента в реанимации, у которого диагностирована смерть мозга. Хотя ЦНС есть, функционально ее нет. У него изымают органы, это рутинная практика.

Это текст-предупреждение, вопросы авторы ставят трудные. По сути, их сюжет противоположен «ассемблоиду», когда модель организма собирают из отдельно выращенных частей. И обе эти стратегии расширяют ‘серую зону’, где моральный компас сбоит, а готовых ответов нет.

DARPA хочет “выращивать” крупные структуры в открытом космосе, используя грибы и бактерии. Известно, что некоторые микробы-экстремофилы выживают на поверхности МКС, и если заставить их размножаться, то можно синтезировать конструкции длиной до полукилометра. Якобы так дешевле, чем доставлять детали с Земли, да и не все детали там внизу можно сделать, из-за влияния гравитации. В апреле DARPA проведет семинар, где обсудят возможные сценарии.

Реалистичность затеи оценивать не буду, но гибридные решения, когда живое пробуют соединять с неживым — явный тренд на будущее, и он уже всплывает в самых разных вариациях (медицина, вычисления, материалы). Для DARPA ключевой вопрос не столько в том, как обеспечить рост структур, но как сделать его направленным. Как контролировать форму. И он сильно перекликается с тем, чем заняты люди в тканевой инженерии.

Концептуально та же задача. И мы пока не очень умеем ее решать. Как пишут в Cell Stem Cell о перспективах синтетической биологии:

“проектирование программ развития по своей сути является гораздо более многомасштабной проблемой, чем проектирование молекулярных структур”.

Авторы хорошо раскрывают тему, я лишь добавлю, что в отличие от обычной инженерии, сколь угодно сложной, биолог вынужден контролировать судьбу систем, обладающих некоторой долей агентности. И тогда управление, скорее, сводится к постановке целей.

Био-проектирование, по сути и по форме, станет походить на общение с LLM, когда результат нельзя точно предсказать, но хороший промпт приблизит его к идеалу. Такая технология породит endless forms most beautiful, и мир будет не узнать.

The Brain Prize, премию в размере €1.3 млн, присудили в этом году за ‘Cancer Neuroscience’ — область, о которой я упоминал уже не раз (например). Лауреаты, Мишель Монже и Франк Винклер, показали, что нервные клетки активно взаимодействуют с опухолями, образуя с ними синаптические контакты и прямо влияя на развитие рака.

Подробнее про их исследования и автобиографии см. здесь. Область эта растет, накоплена критическая масса результатов, издана книга, а в январе прошла первая конференция. Учитывая, что в ту же сторону движется нейроиммунология, нас ждет переосмысление картины болезней, здоровья и многих подходов к лечению. Одно из следствий: больше терапевтических воздействий пойдут через нервную систему.

За Монже рад отдельно, так как отметил ее давно, ее идея изначально была нетривиальной и очень смелой. Кстати, ее муж, Карл Дейссерот, один из создателей оптогенетики, получил Brain Prize еще в 2013 году. Мощная нейро-пара из Стэнфорда.

Макс Ходак загорелся идеей “живых электродов”, и уже представил первый результат: нейроны, выращиваемые в микро-лунках, положили на кору мозга мыши, они проросли вниз и связались с нервной тканью грызуна. И эти связи функциональны — мыши обучались на сигналах от привитых клеток (а те активировались светом). Поскольку BioRxiv глючит, выкладываю препринт в комментарии. Вкратце описание их подхода см. здесь.

Про концепцию “живых электродов” я писал давно, еще до этого канала (затем и в канале). Реализации бывают разные, но общее в том, что вы используете максимально природную технологию — умение клеток направлять отростки и создавать связи — и не ломаете голову над разработкой электродов, которые бы не травмировали мозг. У этой идеи, как и у любой, есть изъяны, но их кроет “уникальное предложение”: вы сможете запустить в мозг свыше миллиона живых аксонов, столько же включает зрительный нерв, и это огромный поток данных (а Ходак еще и делает зрительный протез). Вероятно, можно дойти и до десятка миллионов. — Такой BCI не под силу электронике, ни сегодня, ни завтра.

Не менее безумна идея команды из USC-UC Irvine. Они хотят через компьютер подключить к мозгу пациентов… органоиды мозга. Замысел в том, чтобы обучить 3D культуру клеток правильно интерпретировать активность мозга конкретного пациента. Такой органоид будет расти in vitro и развиваться в ответ на сигналы от ЦНС человека, когда тот будет проходить тесты, например, двигать руками по заданию. По мысли авторов, “обученный” органоид лучше приживется в мозге и легче встроится в функциональные цепи. То есть это замах на заместительную клеточную терапию.

В гранте NSF см. краткое описание проекта. Идея явно не ближайшего будущего, а по мне весьма сомнительная, но команда очень опытная как в области BCI, так и в нейрохирургии (включая того самого Чарльза Лю). — Еще безумнее: эти бы органоиды подключить к мозгу через “живые электроды”, получится второй мозг человека, как внешний диск. Не удивлюсь, если они уже думают об этом. 😉

Ученые создали мышей с увеличенной корой мозга — грызуны активнее и общительнее обычных. На ранней стадии развития им ввели факторы Яманаки, и вырос мозг, где больше нейронов и глии. Тем же коктейлем подавили деградацию уже взрослых мышей-моделей болезни Альцгеймера, вероятно, усилив пролиферацию клеток.

По идее, клеточные технологии будущего позволят как управлять количеством клеток в том или ином органе, делая его крупнее или мельче, так и изменять клеточный состав органа/ткани, превращая один тип клеток в другой. Из недавнего: клетки крови человека перепрограммировали в клетки роговицы и нанесли тонким слоем на глаз слабовидящим людям. Другие ученые превращают раковые клетки в иммунные прямо внутри опухоли, тем самым “растворяя” ее. Или зрелые клетки возвращают в состояние эмбриональных зачатков конечностей, уже намек на запуск регенерации при травме, как у аксолотлей.

Пока все в стадии первых экспериментов, но такие работы множатся, и растет ощущение, что умение управлять судьбой клеток in vivo станет одной из ключевых технологий века. Овладев ею, можно не только лечить, заменять и омолаживать, но и создавать новые функции, перестаивая или проектируя ткани, органы и целые организмы. Масштаб влияния такой технологии оценить трудно — оно может быть колоссальным.

Вместо ‘химической фабрики’ живая клетка все больше видится универсальным ‘программируемым агентом’, идентичность которого можно пускать по любой из огромного пучка траекторий. И еще свежая работа: обучаться и помнить могут не только нейроны, но и прочие клетки, то есть некая “агентность/когнитивность” распределена по всем тканям.

Завершу фантазией автора вышедшего в Cell обзора особенностей нейробиологии мозга человека в свете эволюции. Подводя итог, он пишет, что на органоидах мы сможем направить развитие мозга человека по иным, не известным траекториям:

“Продвигая эволюцию дальше, возможно, удастся открыть новые механизмы и даже сконструировать новые типы клеток для выполнения задач, которые пока не под силу человеческому мозгу”.

Константин Анохин на симпозиуме БРИКС упомянул странный феномен, когда незадолго до смерти к людям, давно пребывающим в глубокой деменции и беспамятстве, вдруг возвращается ясность сознания. Они начинают узнавать родных, беседуют с ними, прекрасно соображают, шутят, все помнят. Внезапно “пробуждается” когнитивно полноценная личность, которая, казалось, давно разрушена дегенерацией.

Словно разбитая ваза собирается вновь.

Феномен получил название ‘terminal/paradoxical lucidity’, и он длится недолго. Часто спустя часы или дни после эпизода человек умирает, иначе говоря, внезапная ясность сознания может служить признаком того, что конец близок. Никто не знает, как и почему это происходит.

Но это схоже с тем, как порой тяжелые паркинсоники на время “приходят в себя” после леводопы или услышав музыку. Или как те пациенты, кто годами едва двигались, в миг опасности встают, бегут, ловко хватают предметы, ловят (парадоксальная кинезия).

Вопрос здесь в том, как сохраняется [или возвращается] личность на фоне тяжелого нейродегенеративного расстройства. Как это соотносится с состояниями мозга, и как бы научиться управлять этим процессом. Пока не ясно, но первое клиническое исследование уже идет.

В свежем Science про потенциал ‘биогибридной медицины’ — идею лечить болезни, имплантируя в пациентов клетки, производящие лекарство, вместе с биоэлектроникой, которая будет эти клетки контролировать.

Ровно под эту идею агентство ARPA-H год назад запустило программу REACT (What if your body could make its own medicine?), а в этом месяце объявило четыре команды из Mayo Clinic, Carnegie Mellon и Columbia, которые получат финансирование на разработку технологии.

Это как дополнение к недавнему посту. Подход “клетки как лекарства” будет набирать силу, так как появляются все более точные инструменты для контроля клеток in vivo. И все больше ученых работают над этой стратегией.

Скотт Александер предлагает AI Art Turing Test: он подобрал 50 “художественных” картин, и нужно угадать, какие из них созданы ИИ, а какие человеком. Тест повисит неделю, затем он выложит сведенные результаты. Подборка не так проста, есть шанс обмануться.

А как насчет художественной прозы? Недавно NY Times устроили эксперимент: попросили писательницу сочинить рассказ на тысячу слов, оговорив тему, жанр, детали, и тот же промт скормили ChatGPT, чтобы ИИ создал текст в стиле этой писательницы. Оба рассказа опубликованы в NY Times, один за другим, без указания авторства. Тут отличить человека от машины оказалось очень легко.

Так может ли ИИ по-настоящему творить? В августе Тед Чан поднял шум своим эссе “Why A.I. Isn’t Going to Make Art”, где настаивает, что ИИ никогда не сможет в искусство. Чан известный писатель-фантаст, мыслит оригинально и глубоко, а его публицистика обычно бьет в суть вещей. Но в эссе он показался не столь убедителен, и ему возражают. См. “Ted Chiang Is Wrong About AI Art”, а также доводы Эрика Хоэла или Томми Бланшара, который восхищается Чаном-писателем, как и я.

Спор вроде бы не принципиален, в силу условности понятия ‘искусство’. На деле же сталкиваются взгляды на суть GenAI, а именно, каково пространство генерации, где его границы.

Факты всегда противоречивы: LLMs креативнее людей vs. LLMs не способны рассуждать. Взгляды стабильнее и зависят от руководящей метафоры. Если вслед за Чаном считать ИИ “размытым JPEG сети”, то искусства ждать неоткуда. В той же логике рассуждал Хомский: GenAI заучивает шаблоны и экстраполирует наиболее вероятный токен; люди же создают объяснения, а они бывают крайне невероятны, как теории в физике.

Из известных мне самую интересную метафору обучения нейросетей предложил Джарон Ланье — он отождествил процесс с ростом дерева. Его эссе в New Yorker дает наглядный образ ИИ как леса, что помогает увидеть и возможности, и ограничения. Ланье не покупает версию “размытого JPEG” или “стохастического попугая”, отмечая, что GenAI делает неявные соответствия в обучающих данных явными. Это уже сродни творчеству.

Но у творчества есть предел. ИИ может “вырастить новое дерево”, но не выше тех, на которых был обучен. В этом смысле вершины искусства, вероятно, останутся за людьми.

Женщине с диабетом пересадили ее же клетки после перепрограммирования, и вот уже год она не нуждается в инъекциях инсулина. Китайские медики превратили ее клетки в инсулин-продуцирующие — теперь ее организм сам вырабатывает инсулин. Это прорыв в клеточной терапии.

Логика “клетки как лекарства” (или “клетки вместо лекарств”) будет врастать в медицину и изменять само понятие лечения. Но перепрограммирование — лишь один из сценариев.

Уже сегодня в UC Davis создают 'клетки-киборги', инициируя в живых E.сoli сборку синтетической полимерной сети. В этом случае обычные клетки преобразуются в метаболически активные устройства с управляемой функцией, от биосенсоров до доставки и синтеза нужных молекул в организме.

Еще радикальнее — сборка синтетических клеток или их подсистем с требуемыми функциями, используя инженерные принципы, с нуля. Так можно реализовать ‘синтетическую иммунологию’, где иммунную реакцию проектируют индивидуально и с высокой специфичностью.

Первый сценарий уже входит в практику через клинические испытания, второй сейчас в стадии первых экспериментов, третий — на уровне концепции. По сути, клеточная терапия охватит весь континуум от ‘естественности’ до ‘искусственности’, включая разные гибридные решения.

У Стэнфордского университета есть подкаст про изучение мозга и психики “From Our Neurons to Yours”, куда приходят ученые Стэнфорда, часто лидеры в своей области. На мой вкус, у подкаста оптимальный уровень сложности. Ведущий хоть и старается пояснять трудное, но откровений вроде “мозг состоит из нейронов” вы там не услышите. Самое то.

Выпусков уже 40+, к каждому есть транскрипт. Отличное погружение в передовые исследования. Гости излагают важные детали, и лучше понимаешь контекст, даже если ранее читал их статьи. Для примера:

💥 “How the brain helps cancers grow” с блестящей Мишель Монже, открывшей тесные взаимодействия нервной системы и опухолей (писал об этом здесь и здесь).

💥 “Unraveling Timothy Syndrome: the new science of human brain development” с Серджиу Пашка, главным в мире подсаживателем органоидов мозга человека в мозги живых крыс. Есть и другой выпуск с ним же.

💥 “Brain-Machine Interfaces” с Джейми Хендерсоном, возглавляющим NPTL в Стэнфорде, где разрабатывают нейроинтерфейсы с рекордным быстродействием (писал об этом здесь).

Там все выпуски весьма содержательны. Рекомендую.

Это возвращает нас к посту о психической регуляции здоровья. Там я упоминал Асю Роллс из Техниона, которая открыла “иммунноцепцию” в мозге. Конечно, работа про VTA и сердце — тоже её. В ноябре она выступит с докладом на Neuroscience 2024, крупнейшей конференции нейронаук, где представит те самые контуры медицины будущего, о которых я здесь пишу периодически. См. также ее небольшое интервью прошлого года.

Такие исследования (а их все больше) намекают на то, что многие процессы иммунной защиты, заживления, регенерации можно запускать напрямую из мозга. Это избавляет нас от необходимости микроуправления, превращая лечение в своего рода “высокоуровневое программирование”. Все инструменты здоровья в организме есть — их нужно научиться включать.

Вопрос, почему они не включаются у больных сами по себе. Ответ лежит в области биологии и, возможно, психологии. И это нужно изучать.

Все это также связано с эффектом плацебо, который на протяжении веков служит медицине, пусть даже большую часть истории врачи об этом не задумывались. Сегодня уже задумываются, и даже учатся его искусственно формировать.

Тема “Mind-Body” явно растет, обещая преобразовать способы лечения, и в то же время она глубоко фундаментальна, так как указывает на слепые пятна и пробелы в понимании биологической регуляции. Ближайшие годы будут в этом отношении захватывающими. Stay tuned.