Виртуальный ты. Как создание цифровых близнецов изменит будущее человечества

Последние 20 лет биологическая революция XX в. дополнялась революцией в области вычислений и данных. Теперь у нас есть огромные объемы данных. Вместо одной последовательности человеческого генома мы имеем сотни тысяч, а также обширные последовательности геномов огромного числа видов. У нас есть карты транскриптомов, которые сообщают нам, какие гены экспрессируются (процесс, посредством которого информация, закодированная в гене, приводится в действие), в каких клетках и когда, и у нас есть карты интерактомов, отображающие взаимодействие между тысячами генов. Наряду с этим мы располагаем масштабными сведениями о физиологии и заболеваниях человека. У нас есть данные о личных характеристиках здоровья миллионов людей. Анализ и интерпретация всех этих данных находятся за пределами возможностей любого отдельного человека или даже группы. Но в то же время стремительно развивается наука о данных. Вычислительные методы, позволяющие связывать большие наборы данных и понимать их, постоянно совершенствуются.

Позволят ли эти достижения, в сочетании с активным развитием теории, в конечном итоге смоделировать форму жизни? В данной книге утверждается, что сочетание этих разработок даст нам возможность достичь амбициозной цели моделирования практически каждого органа и процесса в теле человека. Когда это будет сделано, мы сможем задавать следующие вопросы. Как этот человек отреагирует на конкретное лечение? В какой момент у него может развиться тяжелая болезнь? Можно ли предотвратить это, приняв меры на раннем этапе, и если да, то какие действия могут помочь? Как иммунная система одного человека отреагирует на инфекцию по сравнению с иммунной системой другого?

В книге описан прогресс практически во всех областях компьютерной биомедицины: от молекул и клеток до органов и человека. Когда я читал ее, у меня сложилось впечатление, что есть области, где цифровая симуляция – виртуальная копия реальности – уже почти существует. Одни цели кажутся достижимыми, но есть и такие, которые во многом напоминают научную фантастику. Да, в принципе, со временем их можно достичь, но практические трудности кажутся бесконечными и в настоящее время непреодолимыми. Ученые спорят о том, какие идеи – чистая фантазия, а какие – взгляд в наше будущее. Сами Ковени и Хайфилд проводят черту у цифрового сознания.

Те из нас, кто настроен более скептически, должны помнить, что у новых технологий есть две почти универсальные характеристики. Во-первых, на начальных этапах они обычно не работают должным образом, а их применение кажется очень узким и ограниченным. В результате, казалось бы, резкой трансформации (на самом деле являющейся результатом десятилетий работы) они внезапно становятся повсеместными и воспринимаются как нечто само собой разумеющееся. Мы увидели это на примере интернета, который в течение первых двух десятилетий был прерогативой горстки ученых в академических кругах и правительственных лабораториях, прежде чем стал константой в нашей жизни. Вторая особенность, на которую указал Рой Амара, заключается в том, что, когда дело доходит до прогнозирования эффекта и силы новой технологии, мы склонны переоценивать краткосрочную перспективу и недооценивать долгосрочную. Это часто приводит к большой шумихе, сменяемой неизбежным разочарованием, за которым в конечном итоге следует успех. Например, выстрелившая в 1970-х и 1980-х гг. идея искусственного интеллекта десятилетиями нас разочаровывала, но сегодня эта область невероятно успешна. Возможно, мы наблюдаем ту же ситуацию с беспилотными автомобилями.

Будет ли так же с идеей виртуальных людей – остается предметом споров, но в этой книге Ковени и Хайфилд предлагают нам увлекательный отчет об усилиях ученых по всему миру, которые сейчас работают ради достижения этой необычной цели.

В 2009 г. Венки Рамакришнан получил Нобелевскую премию за исследования рибосомы – молекулярной машины, превращающей гены в плоть и кровь.

<p>Введение</p>

Представьте себе виртуального человека, состоящего не из плоти и костей, а из битов и байтов, и не просто человека, а виртуальную версию вас, точную во всем, от биения сердца до букв ДНК-кода.

ПРЕМЬЕРА ФИЛЬМА «МУЗЕЙ НАУКИ», ЛОНДОН

В стенах часовни XIX в. на окраине Барселоны начинает биться сердце. Оно не настоящее, а виртуальная копия того, что бьется в груди пациента. Благодаря миллиардам уравнений и 100 миллионам участков смоделированных клеток цифровой двойник бьется со скоростью около одного удара в час, тестируя методы лечения – от лекарств до имплантатов.