Мы – электрические. Новая наука об электроме тела

Левин давно подозревал, что щелевые контакты играют некую роль в том, как организм выбирает свою форму. В самом начале изучения лево-правой асимметрии он обнаружил, что повреждение щелевых контактов эту асимметрию нарушает. Позднее они с Таисаку Ноги показали, что щелевые контакты отвечают за невероятную регенеративную способность мелкого морского червя планарии. Этот маленький плоский червь умеет восстанавливать свое тело вне зависимости от того, насколько мелко его порубить, и для возвращения в полностью функциональное состояние ему нужна всего неделя. Левин и Ноги поняли, что щелевые контакты могут объяснить, каким образом информация о перестройке системы так быстро распространяется между тысячами клеток.

По-видимому, именно щелевые контакты обеспечивали передачу сообщений на дальние расстояния без участия нервной системы у двух разных видов животных. В каком-то смысле они работали лучше, чем нервная система. Если две клетки соединены через такой контакт, каждая из них имеет прямой и привилегированный доступ к внутреннему информационному пространству соседки. Все, что знает или чувствует одна клетка, незамедлительно через соединяющую их дверь передается соседней, и та узнает и ощущает то же самое. Этот эффект близок к телепатии.

Становилось ясно, как работает вся система в целом. Ионные токи контролируют мембранный потенциал. Мембранный потенциал определяет, к какой группе должна присоединиться конкретная клетка, а это определяет ее будущую тканевую принадлежность. Клетки меняют идентичность в соответствии с указаниями, которые получают от соседей, и весь этот процесс запускается электричеством.

Именно тогда Левин впервые начал формулировать теорию биоэлектрического кода. Мембранный потенциал содержит в себе информацию, а щелевые контакты образуют сеть (электрическую сеть, отличную от нервной системы), которая распространяет эту информацию по всему телу.

Левин стал воспринимать эту информацию как некий код. Этот код контролирует сложные биологические процессы, благодаря которым мы сформировались в матке, следуя сложной программе клеточного роста и смерти. Биоэлектрический код – причина того, что наше тело сохраняет одну и ту же форму на протяжении всей нашей жизни, он останавливает рост делящихся клеток, так что мы остаемся узнаваемыми на протяжении всей жизни. Это не единственный важный фактор: биомеханика, биохимия и все остальное тоже важны. Но, по-видимому, как нейронный код определяет поведение и восприятие, а генетический код отвечает за передачу наследственных признаков, так биоэлектрический код контролирует форму тела.

Но даже если все это было правдой, это еще требовалось доказать. Левин должен был продемонстрировать, что изменение данных параметров заставляет клетки делать то, чего они обычно не делают. Что-то совершенно немыслимое.

В 2007 году при изучении одного конкретного калиевого канала в клетках головастика Адамс, Левин и их студентка Шерри Оу непреднамеренно изменили его биоэлектрические свойства, заставив произвести две идентичные правые лапы в дополнение к обычной конечности[331]. Это произошло случайно, но можно ли было намеренно воспроизвести такой эффект? Оу предположила, что “для каждой структуры тела существует специфический диапазон мембранных потенциалов”, направляющий формирование этой структуры[332]. В 2011 году они проверили эту гипотезу, изменяя мембранный потенциал фрагмента ткани развивающегося желудочно-кишечного тракта лягушки, имитируя такое же гиперполяризованное состояние, которое Адамс зафиксировала у “призрака лягушки” перед формированием реальных глаз. И это сработало. На животе лягушки появился глаз. Они проделали то же самое в области хвоста. Появился еще один глаз. “За счет изменения мембранного потенциала вы можете создать глаз почти в любом месте в теле лягушки, – рассказывает Адамс. – Это как пометка на карте”.

Если можно вырастить глаз в любом месте на теле лягушке, что можно сделать с человеком?

Делай как саламандра, и восстановишься

Мы привыкли считать, что способностью к регенерации обладают лишь некоторые животные: гидры, саламандры, крабы, но ничего близкого к млекопитающим. Но систематические исследования, проведенные в XX веке, показали, что явление регенерации чрезвычайно широко распространено в царстве животных.

По-видимому, у некоторых животных теоретически вообще нет никаких ограничений в возможностях восстановления: гидру – крохотного обитателя пресных вод – можно разрезать буквально на лоскуты, и из этих клочков вновь появится полностью функциональное животное. То же самое справедливо и для пресноводного плоского червя планарии, которого я упоминала выше.

На самом деле это их способ воспроизводства – они просто разрываются пополам (да уж, у нас другие проблемы)[333]. Если бы у нас была такая возможность, мы бы бросали кусок пальца в морскую воду, а через неделю вырастала бы наша новая копия. Вы можете увидеть это сами: разделите гидру на две части, и на хвостовой части вырастет новая голова, а у головы появится новый хвост.