Главная » Наука и технологии » Что роднит червей и орден убийц? Изучаем генетическую память в Assassin’s Creed
Дата публикации: 10.04.2019
Просмотров: 22



Что роднит червей и орден убийц? Изучаем генетическую память в Assassin’s Creed


Кто из нас не хотел погрузиться в «Анимус», чтобы узнать, где прапрадедушка фамильное серебро зарыл? Но реальность сурова: в ДНК воспоминания не записываются. Хотя последние исследования в области генетики показывают: «Анимус» не такая уж выдумка. К выходу ремастера Assassin’s Creed III рассказываем, как передать знания потомкам и что общего у ассасинов и плоских червей.

Assassin’s Creed

Авторы оригинальной Assassin’s Creed могли бы обойтись околоисторическим сюжетом и не заморачиваться сложными теориями. Но решили иначе. Ключевой элемент игры — машина под названием «Анимус». Она расшифровывает генетическую память и позволяет пережить воспоминания предков. Корпорация «Абстерго» с помощью устройства надеется узнать местонахождение Частиц Эдема — мистических древних артефактов, позволяющих повелевать миром.

Сотрудникам «Абстерго» удалось выйти на бармена Дезмонда Майлса. На протяжении веков его предки были членами ордена ассасинов — тайной организации, сражающейся за свободу человечества. Из-за побочного эффекта «Анимуса» Майлс не только вспомнил прошлое, но и получил знания и умения предков. Это помогло ему в борьбе с «Абстерго» и орденом тамплиеров, мечтающим поработить планету.

Всё это — отличная завязка для фантастической истории. Но так ли она далека от реальности?

Часть первая. Сохраняем знания вне мозга

Память хранится в мозге?

Главная идея, вокруг которой строится Assassin’s Creed, — воспоминания могут сохраняться не только в мозге. Принято считать, что память умирает вместе с клетками серого вещества. Воспоминания, навыки, всё изученное за долгие годы исчезнет вместе с человеком — если он не озаботился передать свои знания потомкам. Но так ли это на самом деле? И при чём тут плоские черви?

Assassin’s Creed
Плоские черви (слева) и Джеймс Макконнелл (справа)

В 1959 году профессор психологии Джеймс Макконнелл провёл необычные исследования в Мичиганском университете. Биолог, прозванный «американским доктором Павловым», хотел доказать, что воспоминания могут сохраняться в клетках вне мозга. Научное сообщество окрестило Макконнелла сумасшедшим — он ставил под сомнение всё, что на тот момент знали о памяти. Однако результаты эксперимента заставили призадуматься даже скептиков.

Плоские черви оказались идеальными подопытными: их мозг, как и у млекопитающих, централизован, а ещё они обучаются определённым действиям. Их можно разрезать в любом месте, и головная часть отрастит новый хвост, а хвостовая — голову.

Макконнелл вырабатывал у паразитов условные рефлексы, сочетая световое воздействие с электрическим током. Червей разрезали пополам и размещали половинки в разных сосудах. Биолог хотел продемонстрировать, что новая особь «вспомнит», чему научилась, даже если ей отсечь голову. Иными словами — что память может существовать отдельно от мозга.

Assassin’s Creed

Согласно результатам исследования, черви частично сохранили ранее выработанные рефлексы. Этот процесс можно сравнить со вспоминанием навыка: когда что-то умел делать в детстве, а во взрослом возрасте пытаешься повторить результат. Только червям повезло меньше. Им по мере «взросления» пришлось отращивать новые головы из хвостов.

Разделённый плоский червь, конечно, не был сам себе предком и не передавал навыки потомкам, но что-то в его теле позволило хвостовой части накопить информацию о выработанных рефлексах. Так исследования Макконнелла наглядно продемонстрировали, что не только нейроны могут сохранять информацию.

Прокачай мозги и передай детям

Дезмонд Майлс в начале первой Assassin’s Creed — заурядный бармен, лишённый каких-либо выдающихся умений и талантов. Однако «Анимус» позволил ему вспомнить навыки предков: например, рукопашный бой и паркур. Но как Дезмонд смог их получить без реальных тренировок? Ведь способности и знания генетически не передаются.

Assassin’s Creed

Но и на этот вопрос наука может ответить.

В июне 2017-го ведущий журнал Nature рассказал об эксперименте исследователей из США и Британии — они выяснили, что дети, родившиеся у немолодых пар, чаще вырастают высокоинтеллектуальными.

Сначала учёные придумали алгоритм для подсчёта «индекса гика», измерив у испытуемых коэффициент интеллекта, увлечённость какими-либо интересами и заинтересованность в одобрении окружающих. Затем протестировали 12 тысяч близнецов. Выяснилось, что у детей, зачатых отцами в возрасте до 25 лет, индекс гика равен в среднем 39,6. Если возраст родителя составлял от 35 до 44 лет, индекс у отпрыска равнялся 41. Самый высокий показатель гиковости — 47. Он наблюдался у тех, чьи отцы были старше 50.

Учёные сделали вывод: явление связано либо с мутациями в генах возрастных отцов, либо с тем, что мужчины, подолгу оставаясь холостяками, приобретают черты гиков и передают их сыновьям.

Assassin’s Creed

Как объяснила в разговоре с 4PDA Екатерина Померанцева, врач Центра Генетики и репродуктивной медицины «ГЕНЕТИКО», обычно про влияние возраста родителей говорят в контексте различных отклонений. У женщин с возрастом в половых клетках обычно появляются хромосомные нарушения: довольно крупные мутации. Они потенциально могут приводить к таким болезням, как синдром Дауна.

У отцов с возрастом чаще начинают в половых клетках встречаться мутации моногенные, точечные. Обычно они нейтральные и не имеют проявлений. Но в целом теоретически могут происходить мутации и в чём-то полезные. Они тоже будут чаще встречаться у отцов в возрасте. Но нужно понимать, что нельзя предугадать, какая мутация проявится. По практике, к сожалению, приходится ориентироваться больше на проявление негативных мутаций. Они встречаются реже, чем нейтральные, но чаще, чем полезные.

Екатерина Померанцева медицинский директор, врач-генетик Центра Генетики и Репродуктивной Медицины «ГЕНЕТИКО»

Болезненный опыт предков и «отцовская» память

Всё еще сомневаетесь? Тогда приведём ещё один аргумент в пользу Дезмонда. Легендарный академик Иван Петрович Павлов добрую сотню лет назад выдвинул теорию, что потомками может быть наследован опыт предков. Как минимум тот, который связан со стрессом и болью. Правда, гипотезу удалось доказать лишь в 2013-м, когда в США провели одно любопытное исследование.

Керри Ресслер и Брайан Диас в Медицинском центре Университета Эмори в Атланте прививали грызунам страх к запаху черёмухи. Биологи хотели доказать, что память о нём может передаваться из поколения в поколение, поэтому проверяли реакцию потомства. Для чистоты эксперимента социальный фактор исключили: детёнышей изолировали, чтобы родители не могли обучить их бояться упомянутого растения.

Выяснилось, что грызуны наследовали ген, отвечающий за врождённые рефлексы. То есть пугались тех же ароматов, что и их родители.

Стрессовая реакция сохранялась и при выведении потомства искусственным осеменением. Исследователи заключили: травмирующая информация меняет активность генов посредством химической модификации ДНК. Но характерно это только для отцовской памяти — образование спермы происходит на протяжении всей жизни мужчин. Женщины рождаются с полным набором яйцеклеток, у них изменение генетического материала невозможно.

Assassin’s Creed

Иными словами, в реальности у «Анимуса» будут трудности с восстановлением воспоминаний. Если возможность их записи в ДНК и существует, она ограничится временем зачатия. Получить последующие родительские воспоминания ребёнок не сумеет.

Часть вторая. Сохраняем информацию в генетическом коде

Итак, возможность передать воспоминания через гены всё-таки есть. Только как её туда записать? Тут на помощь ассасинам придёт технология CRISPR. Она позволяет редактировать ДНК, вырезая одни фрагменты и вставляя другие. И если комбинирование генетических кодов никого не удивляет, то запись негенетической информации — штука относительно новая. Учёные из Гарвардского университета записали мультик в ДНК бактерии: пять кадров, изображающих наездника на лошади. Затем информацию извлекли, секвенировав геном клеток, в которых она находилась. Ролик был считан с точностью в 90%.

Что это значит? ДНК можно использовать не только для записи генетической информации. Это важный шаг на пути создания «молекулярного магнитофона», который даст нам доступ к информации о внутренних изменениях генома.

Копированием мультиков дело не ограничивается. Биологи из Массачусетского технологического института придумали, как записывать воспоминания в ДНК человека. Конечно, речь не о красочных снимках из отпуска, но звучит всё равно многообещающе.

Экспериментаторы использовали ферменты и запрограммировали клетки так, что смогли сохранять в их ДНК информацию о происходящих с ними событиях. По словам учёных, благодаря этому методу нетрудно получать информацию о том, какие процессы происходят внутри клетки и как они влияют на её развитие и состояние.

Assassin’s Creed

В Assassin’s Creed организм человека уже умеет самостоятельно записывать историю жизни — в виде красочных воспоминаний. В реальности нам до такого далеко, как и до разработки «Анимуса».

Но если медики уже способны обучать и программировать клетки, записывать в них информацию и считывать почти без потерь, то какие возможности откроются в будущем? Не исключено, скоро мы сумеем делиться в соцсетях не только селфи, но и воспоминаниями. После встраивания гифки в ДНК это уже не кажется такой фантастикой.

Часть третья. Храним и расшифровываем с помощью ИИ

Но записать и передать информацию — полбеды. Как расшифровать мысли и воспоминания предка? Тут выручит искусственный интеллект. Нейросети уже использовались для визуализации образов на основе МРТ. Тогда речь шла о совсем простых чёрно-белых изображениях: геометрических фигурах и буквах. Однако недавно учёные из Киото научили ИИ распознавать мысли человека: изображения растений и животных. Не простенькие картинки, а сложные формы в цвете.

Assassin’s Creed
Слева: исходное изображение. Справа: изображения, полученные нейросетью на основе воспоминаний

Но главное: исследователям удалось с высокой точностью воспроизвести образ, о котором человек только подумал. Не нужно было смотреть на предмет непосредственно — достаточно вспомнить о нём. Что произойдёт с такой технологией дальше? Об этом мы спросили у известного российского футуролога Данилы Медведева.

Сейчас у нас нет понимания, как двигаться дальше в плане распознавания и расшифровки структуры воспоминаний, мыслей и снов. В основном подобные работы — это лабораторные фокусы, причём использующие самое простое. Например, визуальные образы, которые у людей и животных хранятся в более-менее явном виде в тот момент, когда происходит восприятие глазом картинки. Добиться того, чтобы из памяти считывались любые сложные мысли, любые структуры — в ближайшие 10-20 лет мы не успеем.

Данила Медведев футуролог, идеолог трансгуманизма, автор многочисленных статей и интервью о будущем, лектор

Потенциал у исследований мозга громадный. И чем дальше они продвигаются, тем шире область применения новых технологий. Получив доступ к человеческой памяти, в перспективе сумеем копировать из неё данные. А где копия файла, там и облачное хранилище.

Assassin’s Creed

В долгосрочной перспективе такие технологии действительно могут появиться. Расшифровка воспоминаний возможна. Но это не близкие результаты. Может потребоваться ещё 50 лет или больше. Это если судить по темпам реализации таких проектов, как Human Brain Project, который пока ещё не близок к тому, чтобы распознавать структуру.

Данила Медведев футуролог, идеолог трансгуманизма, автор многочисленных статей и интервью о будущем, лектор

Но трудность расшифровки — не единственная. Во-первых, где хранить такие колоссальные объёмы информации? А во-вторых, есть и проблема взлома. Никто не хочет, чтобы его личные фото были доступны миллионам других людей. А теперь представьте, что любой — даже самый сокровенный — момент вашей жизни может стать достоянием общественности.

У нас пока нет технологий для организации и хранения такого количества информации. В будущем придётся решать непростую задачу: где же это всё хранить и сколько за это хранение платить. В этом смысле прогресс за последние 20 лет не очень заметен. То есть вроде как облако даёт лёгкость, но за очень большую цену.

Данила Медведев футуролог, идеолог трансгуманизма, автор многочисленных статей и интервью о будущем, лектор

Assassin’s Creed

По мнению футуролога, логичнее всего реализовать доступ к памяти по чипам. ДНК для таких целей не подойдёт — эту информацию о нас слишком легко получить. Слюна на бокале, волос на спинке стула, отмершие клетки кожи — из всего извлекается ДНК. Для получения доступа к личным данным с высокой степенью надёжности можно использовать только чипы. Причём имплантированные непосредственно в тело. А когда появятся подобные устройства, найдутся и желающие взломать их.

Конечно, многое из показанного в Assassin’s Creed на сегодняшний день недостижимо. Но сценаристы Ubisoft отчасти опираются на реальные исследования. Возможно, в будущем люди смогут узнавать о жизни предков благодаря ДНК. А до тех пор нам остаётся только учиться и совершенствоваться — чтобы было что передать потомкам.