Портал функционирует при финансовой поддержке Министерства цифрового развития, связи и массовых коммуникаций.

Работающий мозг. История одного человека в истории одного города

Генрих Иваницкий, член-корреспондент РАН

Генрих Романович Иваницкий — человек, без преувеличения, легендарный. Не только для подмосковного наукограда Пущино, но и для всей отечественной науки. Доктор физико-математических наук, член-корреспондент РАН Г. Р. Иваницкий стоял у истоков Пущинского научного центра, руководил им долгие годы, воспитал замечательных учеников, многие из которых также стали докторами наук. Более полувека Генрих Романович связан с городом Пущино, с Институтом теоретической и экспериментальной биофизики РАН, который возглавлял; сейчас он — научный руководитель института, каждый день приходит на работу в свою лабораторию.

Редакция журнала «Наука и жизнь» в Институте биофизики в Пущино. В роли гида — Генрих Романович Иваницкий (справа). На фото слева направо: Игорь Константинович Лаговский, Генриетта Николаевна Малевинская, Рада Никитична Аджубей, Михаил Петрович Изюмов. 1986 год, Пущино. Фото Владимира Веселовского.
Генрих Романович Иваницкий. Фото Наталии Лесковой.

Генрих Романович Иваницкий — многолетний автор журнала «Наука и жизнь», но в качестве героя интервью выступает впервые. Это интервью о том, как всё начиналось, чего удалось достичь и что бы хотелось понять. Раздумья о феномене мышления, о человеке, человеческой жизни…

Беседу ведёт Наталия Лескова.

— Генрих Романович, при входе в Институт теоретической и экспериментальной биофизики висит табличка, что здесь работал выдающийся учёный, академик Глеб Михайлович Франк, ваш учитель, который в своё время, более полувека назад, и пригласил вас сюда...

— Да. Я же учился не на биолога, я физик. Когда я поступал в ВУЗ, на переднем крае была авиация. Летать «дальше всех, быстрее всех»! Школу я окончил с золотой медалью, поэтому мог поступать в любой институт. Подруга моей мамы жила рядом с Тушино, а тогда там проводились авиационные парады. Мы часто бывали у неё, и наблюдение за воздушной акробатикой новой техники у меня, подростка, вызывало восхищение.

Я выбрал авиационный институт — МАИ. Пока ехал сдавать документы, одна моя знакомая, старше на год, уговорила меня идти не на самолётный факультет, а на приборный, потому что будущее за электроникой. Когда приехал, увидел, что самая большая очередь стоит сдавать документы на радиотехнический факультет. А в тот период было понятно, что раз очередь, значит, дефицит, и я встал в эту очередь.

Так я поступил на радиотехнический факультет. Там студентов очень хорошо учили, подготовка по математическим и физическим дисциплинам была, пожалуй, лучше, чем в МГУ или в МФТИ. Когда учился уже на четвёртом курсе, вышла книга Норберта Винера о кибернетике. Я всего этого начитался и понял, что специальность неправильно выбрал. Распределение уже было подписано, выпускники МАИ направлялись на предприятия ВПК — там требовались радиотехники, поскольку все военные системы автоматизированы. А у Винера было написано, что мозг — это автоматическая система, которая регулирует организм. И в силу амбиций я решил, что это именно та область, которой надо заниматься.

Но где заниматься, представления не имел. Всё только начиналось, и про кибернетику в философском словаре было написано, что это лженаука. Как и генетика в своё время. А у меня двоюродный брат работал в журнале «Радио». Как-то он мне позвонил — я был тогда на последнем курсе института — и говорит: «Тут принесли статью Каминира “Телевидение в биологии”. Посмотри её, мне кажется, что это как раз то, чего ты хотел».

Я посмотрел статью и стал искать, кто же такой Лев Борисович Каминир. Оказалось, что он работал в Дубне, а в тот момент — это 1959 год — переводился в Институт биофизики. Институт возглавлял Глеб Михайлович Франк. И я пошёл туда напрямую, меня приняли как дипломника. Сделал там дипломную работу и получил, как мне кажется, кое-какой авторитет, но совершенно забыл, что год назад подписал согласие на своё распределение в одну из московских организаций Государственного комитета по радиоэлектронике.

Потом Франк мучился, потому что надо было сделать перераспределение — из Комитета по радиоэлектронике в Академию наук. Он написал письмо в Комитет по радиоэлектронике. Ему ответили, что перераспределение сделать невозможно, но «если вас интересует выпускник МАИ, берите следующий выпуск». Франк сказал, что его интересует не выпуск вообще, а конкретный человек.

— А почему он так за вас уцепился?

— Дело в том, что он мечтал о развитии, как он её называл, машинной биологии. А его брат, нобелевский лауреат Илья Михайлович Франк занимался всякого рода поведением электронов в разных средах. И как только открывался какой-то новый эффект в области физики, Глеб Михайлович сразу начинал присматриваться — а можно ли его использовать в биологии. Тогда как раз стало понятно, что при слишком больших разбросах в биологических системах и без большой статистики выявить какие-то закономерности невозможно. И у него возникла идея, что нужно сделать автоматические системы вместо лаборантов — своеобразных роботов, которые сами бы всё считали, мерили и выдавали всякие кривые. Но как делать этих роботов, никто не знал. И у Франка, конечно, была мысль использовать меня не для кибернетики как таковой, а чтобы я занимался этими роботами, которые заменяли бы лаборантов.

Диплом в Институте биофизики я делал на тему «Электронный анализатор микрообъектов», это был прообраз будущего устройства, которое должно считать и измерять клетки крови. Но в отделе кадров Института мне сказали, что они не могут без разрешения вышестоящей организации меня зачислить — подсудное дело. Грустный, я пошёл в отдел кадров всей Академии наук. (Тогда можно было запросто зайти в Академию — не то что сейчас.) И начал там плакаться, какая у меня судьба. И тут кто-то из отдела кадров, уже и не помню его фамилию, позвонил при мне в Комитет по радиоэлектронике кадровичке, которая там работала. Видимо, она была его приятельницей, потому что он её по имени называл. И говорит: «Мы вам в прошлом году подарили акустика из Академии наук, верните должок, дайте нам Иваницкого. А потом мы вам ещё кого-нибудь дадим». Мне тут же выписали направление. Это было первого апреля 1960 года.

— Хорошее начало для работы!

— Да, день смеха. И, действительно, Франк поручил мне делать анализаторы микрообъектов. Создали первый вариант, начали измерять и считать. Чего мы только не считали! Клетки крови, всякие порошки по заказам, даже цемент. Так мы сразу продвинули почти всю область автоматического анализа микрообъектов.

— Но вы-то хотели считать клетки мозга. Не были разочарованы, что приходится заниматься не совсем тем, о чём мечтали?

— Нет. Я пошёл в Институт нейрохирургии имени Бурденко, в лабораторию анатомии. Её возглавлял известный учёный Самуил Михайлович Блинков. Я ему рассказал о своём желании «разобраться» с мозгом, и он ответил, что я взялся за задачу, которой триста лет уже занимаются, и всё ещё ничего не ясно. Я говорю: «Но вам-то ясно?» Он ответил: «Мне кое-что ясно, но проверить это практически невозможно».

— Вы сами пошли к нему или это было чьё-то задание?

— Сам. Когда мы считали микрообъекты, к нам обратились из Института нейрохирургии — попробовать посчитать клетки мозга. Оказалось, что это очень трудно. Мы делали прибор, который работал на мазках, а здесь требовалось считать на срезах. И там должно было быть нечто другое, потому что срез сравнительно толстый, 20 микрометров, в нём есть не только целые клетки, но фрагменты клеток, их половинки, четвертушки и т. д. Кроме того, непонятно, как привязать количество клеток к единице объёма...

— Посчитать клетки мозга удалось?

— Удалось! Потом Самуил Михайлович Блинков книгу написал: «Мозг человека в цифрах и таблицах», а наша с ним научная статья о мозге была опубликована в 1965 году в журнале «Биофизика», она называлась «О количестве глиальных клеток в головном мозге человека (подсчёты на вычислительной машине)». Но в процессе этой работы выяснилось, что вообще анатомия мозга, которая на тот момент существовала, ни к чёрту не годится.

С возрастом ткани становятся более плотными. Количество воды уменьшается. Переломы, плохие суставы, проблемы с памятью — всё это в значительной степени обусловлено уменьшением количества связанной воды в тканях организма. Последняя моя статья 2020 года в журнале «Успехи физических наук» называется «Объект исследования — стареющий мозг», где я попытался объяснить, что такое деменция, почему она возникает. Дело, конечно, не только в воде. Деменция может возникнуть по разным причинам, по сути дела, по любым. Это вопрос энергетики всего организма.

Я часто задаю студентам вопрос: «Почему мозги с извилинами?» Каждый что-то отвечает — например, что череп не даёт им расти, и они морщатся. Я возражаю: если бы это было так, все извилины носили бы случайный характер, а они имеют чёткую закономерность. Более того, даже расположение структур в коре мозга привязывают к положениям извилин. Возникает вопрос: почему это происходит?

Дело в том, что череп и все кости у ребёнка мягкие. Они растут вместе с мозгом, но первична кровеносная система. Сначала форма головы близка к шару, круглая, а потом она начинает вытягиваться вверх. Художники это прекрасно знают: в детстве голова составляет 1/8 часть туловища, потом её размер по отношению к туловищу становится меньше. И это связано с тем, что сначала развивается не мозг, а сосудистая система: чтобы клетки делились и происходил рост организма, клеткам нужно питание. А сосудистая система развивается определённым образом, создавая подложку для того, чтобы потом на ней росли разные ткани.

Если сосудистая система отказывает, мозговая ткань начинает умирать. Появляются амилоидные белки. Их нужно выводить из мозга. Там есть специальная система выведения «отходов», но когда выведение работает плохо, мозг начинает замусориваться. Ведь любая клетка во время работы получает энергию — кислород как окислитель, глюкозу, а продукты распада из неё должны удаляться. Ни одна система не может жить в своих собственных отходах. Если нарушается баланс между подачей питания и отведением отходов, система прекращает работу. Либо она «умирает от голода», либо от того, что её отравляют её же отходы.

Нарушение баланса приводит к тому, что могут возникать болезни Альцгеймера или Паркинсона. Это зависит от многих параметров.

— Например?

— Например, от работы желудка. Или от того, что плохо работает сердце, сосуды засорены. Начинает повышаться давление, что может привести к инсульту.

— Мы же можем каким-то образом влиять на этот процесс, если будем правильно питаться и вообще вести здоровый образ жизни?

— Не только таким образом. Мозг сам влияет на эти процессы. Вообще мозг — очень странная структура, она полностью не вписывается в генетику. По сути дела, это вторая генетика человека. Только та генетика, которая в хромосомах, в ДНК — это генетика долговременной памяти о прошлом. А мозг — это память о ближайшем прошедшем времени, это обучение. Но результат обучения тоже запоминается, корректируется и тоже воспроизводится. Системы считывания информации и методы запоминания разные, а цель одна и та же — повысить устойчивость организма к изменениям внешней среды. Просто на разных временных шкалах работают разные системы. И мозг, для того чтобы выживать, жёстко обращается с органами, которые конкурируют между собой. Скажем, почки конкурируют с желудком за большее количество энергии.

— А мозг конкурирует со всем остальным организмом?

— Нет. Он регулирует. Он, как умный правитель, смотрит, чтобы система была устойчивой, чтобы конкуренция не приводила к перекосам. Поэтому то, что называют «плацебо» — внушение, это очень важный момент, это способ регулировки: когда человеку внушают, мозг начинает работать в определённом направлении, и возникают вещи, которые кажутся парадоксальными. Например, известны случаи исчезновения возникшей раковой опухоли...

Если вернуться к началу моих знакомств с мозгом, с его анатомией, то в результате этой работы я защитил кандидатскую диссертацию «Разработка методов автоматического подсчёта и измерения клеток мозга». Сразу после защиты Глеб Михайлович Франк меня вызвал и спросил, хочу ли я иметь лабораторию. А это был беспрецедентный случай, потому что мне было 26 лет. Я сказал: «Конечно, хочу!» — «Тогда поезжайте в Пущино». — «А что там делать-то, там же нет ничего?» — «Будет».

Я приехал — пусто, даже стульев и столов не было. Привёз из Москвы с собой несколько анализаторов и начал работать.

В результате мы наделали невероятное количество анализаторов. Они назывались АБ — анализатор биоструктур. Тогда шутка ходила у нас: «АБ-1, АБ-2, АБ-3, Абы что-нибудь ещё».

— Они пользовались спросом?

— Да, огромным. Мы организовали центр. Правда, нас чуть не посадили за это. При советской-то власти — и фирма! Анализ стоил три рубля. Но скорость, с какой мы его производили, была восемь секунд, и ребята шутили, что это лучше, чем печатать деньги, потому что приблизительно такая же скорость.

К нам на анализ привозили порошки для покрытия аэродромов — их использовали, чтобы под тяжёлыми самолётами не рассыпался бетон. Нефтяники по поводу пор в почве приезжали, их интересовала проблема откачки нефти из почв разной пористости. Заключали с ними договор, и оплата шла напрямую.

Но потом это дело прикрыли, потому что налоги надо было платить. Тогда мы стали почти бесплатно анализы делать. Но, тем не менее, с нами расплачивались «натурой» — например, серпуховская фабрика коробками привозила на анализ фруктовые и рыбные желе. Из Кишинёва вино привозили — бочонок, а мы должны были анализировать только муть на дне этого бочонка. Мы вино выпивали, а муть пускали на анализ.

— Так и спиться недолго!

— Нет, у нас никто не спился. В общем, это направление быстро развивалось. Потом мы написали книгу «Автоматический анализ микрообъектов». Но меня не покидало желание заниматься именно мозгом человека.

А Франк уже хотел, чтобы мы хромосомы анализировали. Это очень непростой объект. Они похожи на буквы Y или Х, вытянутые и по-разному искривлённые. Надо было решить довольно сложную задачу, и нам это удалось. Мы пошли от того, как устроено зрение человека. Создали первый прибор, который назывался КРАБ (контурно-рамочный анализатор биоструктур). А ещё проблема — практически не было вычислительных машин, все были слабые с малой оперативной памятью. Мы сами собирали вычислительные машины из феррит-диодных ячеек, паяли из них схемы.

В результате мы впервые в мире сделали системы наведения рамки на объект в микроскопии. Когда сканирующий луч движется, он сталкивается с объектом и начинает обходить его по контуру, определяет максимальные координаты и выстраивает вокруг рамку. У каждого объекта появляется свой прямоугольник, в который он вписан, и сканирование и анализ дальше идут только в прямоугольнике, а пустые поля автоматически выбрасываются, поскольку это просто неинформативный фон.

Эти системы были подобны военным макросистемам наведения огня, которые начали использоваться в ракетной технике. В 1973 году мы получили патенты в США, Германии, Франции, Великобритании. А потом фирма «Карл Цейс» у нас купила лицензию и создала коммерческий прибор «Морфоквант». Мы с ними довольно долго работали. Фирма произвела свыше 10 приборов.

Система, которая легла в основу анализатора, очень похожа на систему зрения человека. А зрение — часть мозга. Я увлёкся зрением и начал исследовать, как же происходит обработка информации с помощью глаза. Правда, в тот момент, в 1968 году, Франк меня сделал своим замом, а это отнимало массу времени.

— Отказаться нельзя было?

— Пытался — не вышло. Потом академик Юрий Анатольевич Овчинников — тогда вице-президент Академии — сказал Франку, что меня надо сделать директором всего Пущинского научного центра. Это было уже в 1974 году. И опять отказаться было невозможно, хотя здесь уже о науке только мечтать приходилось. Зато появилась другая наука: я начал исследовать поведение людей на социальном уровне, а не сам мозг. Собрал команду молодых единомышленников. Нам хотелось превратить Пущино не только в ведущий научный центр, но и в «мекку» творческой интеллигенции страны.

— И удалось?

— Не всё, но многое. Мы подготовили программу «Полис» — особый тип города. Программа предполагала его развитие на основе самоорганизации, подобной античным городам. Мне с большим трудом удалось получить у областного начальства разрешение на её реализацию в качестве социального эксперимента, правда, с большими ограничениями.

При Доме учёных организовали многочисленные клубы по интересам. Я познакомился с художественным руководителем объединения научно-популярных фильмов Александром Михайловичем Згуриди, и мы стали в Пущино проводить фестиваль научно-популярного кино. Наряду с этим ежегодно проводились фестивали джаза, бардовской песни, открытые дискуссии по самым сложным вызовам, возникающим перед человечеством. К нам потянулись многие молодые и не очень режиссёры художественного кинематографа, были сняты более десятка научно-популярных фильмов и многие художественные фильмы. Например, Никита Михалков снимал в Пущино «Неоконченную пьесу для механического пианино», «Несколько дней из жизни И. И. Обломова» и «Родню».

С Академией педагогических наук по нашей инициативе начался эксперимент по использованию научного потенциала сотрудников институтов в общеобразовательной школе. Развивалась международная научная деятельность.

Исследования мозга мне, в основном, пришлось забросить, но вышло несколько наших публикаций о том, что системы, которые находятся у нас в мозгу, конкурируют друг с другом. Внутри мозга есть своя конкуренция, и очень серьёзная. Эта система устойчива, когда находится компромисс, и он всегда находится, за исключением психических заболеваний. Но бывают случаи столкновения интересов, когда система переходит в хаотический режим, как в социальных системах… Не случайно говорят, что в спорах не всегда рождается истина, чаще — гипертония. Если система застрянет в этом режиме, то всё кончится плохо. В нашем мозгу конкурируют отдельные фрагменты, отвечающие за тактильную чувствительность, за зрение, за вкус и т. д. Распознавание образов — это тоже результат конкуренции.

— То есть, конкуренция — это благо?

— Да. Но конкуренция под определённым надзором, потому что должен обязательно появляться компромисс.

— А кто же за этими процессами в мозге надзирает?

— Вот это и непонятно. В мозгу есть локальная структура — гиппокамп, у которой много функций, и она могла бы быть «надзирателем». Но, с другой стороны, внутренний наблюдатель — это система распределённая. Наблюдатели есть отдельно в каждом участке коры мозга. Здесь как бы повторяется социальная организация.

Возникает предположение, что на иерархических уровнях — от квантового до социального — алгоритм похож, хотя элементы, реализующие его, различаются. В 20-х годах прошлого века долго не могли понять, как связаны частица и волна в квантовой механике. Когда регистрируешь — это частица, а когда они взаимодействуют — это волны. И сейчас я думаю, что надзиратели внутри мозга тоже одновременно и волны, и частицы. Иногда они распределённые, если их много, то они как волны, а иногда локализованы, тогда как частицы. Когда мы снимаем электроэнцефалограмму, мы видим взаимодействие волн, а когда пытаемся что-либо измерить внутри, определить эту структуру, то волна стягивается в точку и подсовывает нам сюрприз, потому что мы считаем, что она как раз там и находится. А в следующий момент она уже в другом месте. Поэтому все, кто пытался описывать работу мозга в терминах Ньютона, считая, что мозг — это сосредоточенная макросистема, были неправы.

Исследовать проблемы мозга мне помогло изучение социальной системы города Пущино.

Молодой и старый город, чем они отличаются друг от друга? Начало развития Пущино можно назвать десантом — ведь город на пустом месте строился, и все приехавшие были приблизительно одного возраста. Люди пожилые были скорее исключением. Когда я определил первичное распределение людей по возрастам, то оказалось, что это почти остроконечный Гаусс. А потом посмотрел, как в динамике меняется популяционный состав Пущино. Есть приток — люди, которые приезжают в Пущино. Есть отток — по разным причинам уезжающие. А дальше есть внутренний цикл — рождение детей внутри системы. И вот, учитывая эти параметры, которые между собой конкурируют, мы построили модель города. Потом вдруг оказалось, что эта модель подходит к другим задачам, которые меня интересовали.

Любая система работает по подаче питательных веществ, выбросу мусора и циклической работы внутри системы. Но это грубая модель. Дальше её надо истолковывать, потому что циклические параметры внутреннего воспроизведения зависят ещё от других параметров, и мы должны их вставлять в модель. Постепенно мы приближаемся к многопараметрической системе, которая работает в таком варианте: каждый фрагмент конкурирует друг с другом, и главным показателем становится устойчивость.

Ошибка физиков, которые исследовали устойчивость сложных систем, состояла в том, что они искали исключительно минимум энергии. Считалось, что очень хорошая, устойчивая система — это такая, которая работает вблизи минимума энергии. А на самом деле оценки надо производить не в энергии, а в цене действия.

И в мозгах такая же ситуация. Потому что, если человеку нужно решить задачу, когда он рискует жизнью, он решает её за крайне малое время. Но после того, как он избежал опасности, ситуация меняется. Поставив мировой рекорд, спортсмен впадает в дрожь. Это связано с тем, что он израсходовал практически весь запас энергии, который у него был. То есть между временем и энергией происходит обменная операция. Расходовать энергию можно по-разному. Её можно расходовать медленно, за большой промежуток времени, и можно быстро.

— Верно ли я понимаю, что наиболее эффективна система, которая быстрее восстанавливается, возвращается к тому состоянию, когда энергия опять появилась?

— На такой вопрос ответить нельзя, потому что это всё зависит от целей системы. Есть системы, которые работают с медленными параметрами во внешней среде, а есть системы, работающие с быстрыми параметрами. Кинетический показатель — это не время достижения минимума энергии, а способ достижения некоторого уровня цены действия, ниже которого спуститься нельзя, иначе система просто умирает.

Закон сохранения энергии можно записать по-другому, везде поставить характерные времена, и тогда появляется второй параметр. Для исследования мозга и вообще всего живого это оказалось очень эффективным.

— А ваши социальные схемы оказались верными?

— В 1970-х годах мы смотрели, что будет с нашим городом через 10, 20 лет. Мы построили модель и пересчитали её на 2000 год. Ошиблись очень сильно, потому что не предвидели сильный отток. Когда людей в 1990-х перестали кормить, научные сотрудники стали уходить. И сразу энергия системы упала ниже критической. Тогда мы ввели корректировку на внешнюю среду — восстановили эту модель. Но появился дополнительный параметр, когда на науку вообще перестали отпускать деньги. Все толковые сотрудники тут же получили приглашение из-за рубежа. У нас целыми лабораториями уезжали.

— Это потеря энергии?

— Да, потеря энергии за короткое время. Подобно тому, как бактерии в питательной среде ищут другой источник питания. Для России это потеря энергии! Но потеря выражена не в килокалориях, а в интеллекте.

Мы знаем, что можно интеллект выразить в рублях в конечном счёте, потому что его наличие экономит время ответов на внешние вызовы. Но интеллект бывает молодой и старый. Старый — это память, накопленный опыт. С ним тоже нужно осторожно обращаться, потому что система с большой памятью — это плохая система.

— Почему?

— Она может быть крайне консервативна. Найти что-то необходимое в такой памяти — тяжёлая работа, иногда проще вывести что-то заново. Интернет, конечно, сильно облегчает решение таких задач, но постепенно он превратился в мусорную корзину, потому что там теперь нужно распознать, истина это или глупость. А это тоже требует времени и энергии.

Вообще, мы живём не в детерминированном мире, а в вероятностном. Ничего не можем предсказать с высокой достоверностью. Мы можем что-то предсказать только в том случае, если внешняя среда у нас постоянна. А она всегда переменна. Теперь изменения происходят быстро. Почему у многих ностальгия по сталинским временам? Среда была постоянна, если не касаться репрессий. Это как дамоклов меч — висит, но не падает на всех.

— ...Напоминает ситуацию с ковидом — многие живут, испытывая иллюзию, что их это никогда не коснётся, поэтому вакцинироваться и носить маски не надо.

— Сейчас внешняя среда очень переменная, поэтому многие вещи, которые были привычны, теперь фактически исчезли. Каждый выстраивает вокруг себя купол, чтобы ничего туда не проникало.

— Генрих Романович, вы ведь ещё занимались разработкой тепловизоров, которые могут диагностировать различные заболевания. Они внедрены в практику, имеются в аэропортах, с их помощью диаг-ностируют повышенную температуру при ковиде. Сейчас вы это не развиваете?

— Есть области, где тепловидению можно найти применение, и его уже находят. Это планирование операций, когда по картинке в инфракрасной области можно увидеть, где идёт нагрев. Возможна диагностика воспалительных заболеваний. Интересно посмотреть, можно ли через тепловой портрет человека наблюдать за динамикой воспаления. Ведь важна ранняя диагностика, а не тогда, когда воспаление уже началось. Но для этого надо поднять чувствительность тепловизоров раза в три.

— Возможна ли ранняя диагностика рака?

— Мы её делали. Там получается довольно большой разброс. Потому что опухоль, даже если она не злокачественная, тоже потребляет энергию и является источником тепла. А характерной является форма сосудов, подходящих к опухоли — по такой картинке можно делать диагностику. Но всё равно вероятность определить, что это именно раковая опухоль, где-то под 70%. Без биопсии вы не обойдётесь. Хотя и с биопсией бывают ошибки.

Наши сотрудники сейчас работают по теме ранней диагностики рака с Сеченовским университетом. И основные силы направлены на то, чтобы сделать прибор, у которого чувствительность повысилась бы в несколько раз. Это возможно, но очень сложно, потому что на каждый пиксель надо «посадить» линзу, ведь там микронные расстояния. Если получится, мы сможем сделать большой скачок, рассматривая организм человека в целом как тепловую машину, и точно диагностировать по рельефу выделяемого на разных участках тепла, что может выйти из строя. И, кроме того, это может науку сильно продвинуть, потому что тогда мы сможем видеть все перетекания тепла в мозге под черепной коробкой. На мышах смотрели — видно, но, с низким разрешением. Если чувствительность будет высокая, можно будет наблюдать, как меняется тепловая энцефалограмма.

— Реально ли внедрить такие приборы в поликлиниках, чтобы на ранних стадиях обнаруживать различные патологии?

— Всё зависит от того, какой результат вы хотите получить. Если предварительный, то можно использовать примитивный приборчик, подобный современному телефону с инфракрасной фотокамерой. Они уже применяются. Больного человека «вытаскивают» из толпы и отправляют в обсерватор. Это сравнительно простая задача. Мы хотели, чтобы во всех «Скорых» были такие приборы. Сейчас, надеюсь, будет налажено их производство. А что касается более чув-ствительных приборов, то на первых порах они будут дорогими. Хотя ясно, что это вопрос времени.

— Генрих Романович, судя по тому, что у вас до сих пор висит в кабинете портрет Феликса Белоярцева, драматическая история с перфтораном по-прежнему вас волнует…

— Она — часть моей жизни. Я должен был отстоять доброе имя Феликса Фёдоровича. Собственно, я потому и начал заниматься перфтораном — надо было доказать, что такой газотранспортный кровезаменитель следует выпускать массово, и это не профанация.

— Сейчас его разработку удаётся применять?

— Весьма ограниченно. Дело в том, что в начале 2000-х мы получили патенты и прошли все фармиспытания, но нам денег Академия наук не дала. Поэтому пришлось это всё делать в виде акционерного общества. А ещё инфляция, приходилось придумывать варианты, чтобы не прогореть. Но всё равно мы медленно прогорали. Когда мы объявили очередное расширение пакета акций, то акции скупили ребята, которые на биржах работали. Они взялись за работу, начали выпускать искусственную кровь, как её тогда называли — «голубую кровь», или перфторан. Это довольно долго продолжалось, больше 15 лет. А потом надо было лицензию возобновить, обновив производство, потому что нам поначалу дали временную лицензию на производство, и помещение для производства не отвечало международным стандартам. Новые руководители фирмы совершенно не хотели вкладывать деньги. И решили поступить очень просто: чем строить завод, тратить время и деньги ещё и на строительство, они все лицензии и патенты продали за рубеж, в Мексику.

За дальнейшей судьбой перфторана я не следил, но слышал, что мексиканцы объединились с американцами и выпускают препарат под другим названием. Кроме того, возникла ещё одна проблема — резко подорожали жидкие перфторуглероды и поверхностно-активные вещества. Это субстраты перфторана. Перфторуглероды бывают трёх сортов: жидкие — фреоны, которые в холодильниках, они из не очень дорогих. Твёрдые — тефлоны, применяемые, например, для изготовления сковородок или лыж, тоже не очень дорогие. А жидкие, которые использовались в искусственной крови, подорожали существенно. Теперь, чтобы их в массовом порядке производить, надо запускать большие установки, тогда они подешевеют. Сейчас спрос невелик и, естественно, стоимость становится высокой.

Кроме того, за этот период наша медицина подросла, стали делать приличные запасы донорской крови, её научились разделять на фракции. Геморрагический шок всё же редкое явление. Поэтому сама эта разработка уже не так актуальна.

— Но в Америке она всё же применяется?

— Там пошли по другому пути. Стали развивать диагностику человека как машины. Его засовывают в электронный «гробик», где снимают ЯМР, КТР — всё сразу, все сосуды смотрят и выводят на большой компьютер. Но для этого нужен контрастёр. Поскольку жидкие перфторуглероды имеют высокий удельный вес, это плотные вещества, то если их чуть-чуть ввести в организм, они высвечивают все сосуды человека. Контрастные вещества были и раньше, но на тяжёлых металлах, и это было плохо, небезопасно, а с перфторуглеродами никакой опасности нет.

— А у нас эти вещества не могут иметь применения?

— Евгений Ильич Маевский — ученик Белоярцева и мой — их исследует. Он пытался применить перфтораны к лечению от ковида. Идея была такая: когда началась пандемия, стало ясно, что этот вирус действует на мембраны клеток. И если подсунуть в кровь перфторуглерод, который временно и слегка модифицирует мембраны, вирус не сможет прикрепиться к клетке, и сразу упадёт его размножение. Так «по идее» можно лечить пациента. Но широкого применения это не нашло, потому что сейчас вакцины сделали, и потребность в таком лечении стала меньше.

Но возможны и другие применения. Скажем, чистка сосудов, улучшение микроциркуляции крови. Сосуды у нас довольно сильно засоряются, к старости особенно. Это и к гипертонии приводит, и к инсульту может привести. Если понемногу вводить в кровь перфторуглероды, можно очищать системы кровотока.

— Генрих Романович, вы ведь опубликовали много работ на тему искусственного интеллекта...

— Меня всегда интересовала робототехника. Причём интересовали не столько роботы, сколько люди. Я задавался вопросом — где предел? Всё ли мы можем сделать в виде искусственного варианта? И пришёл к выводу, что пока чёткой градации не существует, но можно сказать, что есть некоторые ситуации, которые нельзя описать математически. Если можно описать математически, то можно сделать программу. В 2018 году в журнале «Успехи физических наук» я опубликовал статью «Робот и человек. Где находится предел их сходства?». Я уже говорил, что на квантовом уровне исполнение одно, на макромолекулах белков — другое. У человека, в его внутренних системах, и у социальных систем при взаимодействии людей алгоритм один и тот же, а исполнение совсем разное. Поэтому наше мышление абсолютно не такое, как у роботов, где исключительно электронные схемы.

Когда я начинал эту тему, я думал, что природа сделала какую-то глупость: идёт сначала электрический импульс, доходит до цели и вдруг переходит в химическую форму. Зачем, казалось бы? Можно было бы электрически передать — и всё. А вот теперь я понимаю, что эмоций бы не было, потому что в данную систему нужно замешать гормоны. А гормональная передача — более древняя. Потому что она химическая и жидкостная. Нервная передача возникла позднее, но не рассталась с гормональной. Поэтому есть эмоциональная окраска, и решение задач происходит по-разному, в зависимости от того, какая окраска. Например, окраска образа Фигаро у Моцарта в опере «Свадьба Фигаро» и у Россини в «Севильском цирюльнике» эмоционально разная, и восприятие их разное.

— Нужно ли вообще пытаться воспроизвести интеллект искусственно?

— Конечно нет. Вопрос другой: что мы знаем о том, как в виде системы работает наш мозг? Мы узнаем это полностью тогда и только тогда, когда сможем воспроизвести искусственно наше сознание и сравнить его с реально существующим в нашем мозге. Только тогда можно будет сказать, что мы знаем. Это не столько нужно, чтобы роботов сделать, похожих на человека, сколько для развития биомедицины, чтобы человека лечить и продлять его активную жизнь.

— Как вы думаете, мы когда-нибудь узнаем всё про работу мозга?

— Наука не может остановиться. Есть теорема Гёделя, что на границе познания возникают противоречия. Там возможен любой исход доказательства — и да, и нет. У человечества всё время расширяется пространство познания. Человек вышел в космос, опустился на дно морское, расширил свои горизонты. Расширяются границы, что неизбежно увеличивает скорость возникновения новых задач, обладающих неопределённостью при попытке найти их решение. Мы до сих пор не знаем всего, скажем, о постоянных, которые есть во всех учебниках, — постоянная Планка, скорость света и прочее. Действительно ли они постоянные для любой системы? В нашей системе они постоянны. Но не исключена возможность, что где-то на границе расширения нашей Вселенной есть другая вселенная, где законы совсем другие. Там другие постоянные, другие «люди», другое мышление — всё другое.

Более того, мы же столкнулись с мыслящей системой только один раз, на нашей планете. Существуют ли они на других планетах, мы опять не знаем. И будет ли это так же развиваться? У нас главным фильтром была вода. А если это будет не вода, а что-то другое? Кремниевая жизнь вполне возможна, потому что кремний ничуть не хуже углерода. Это будет быстрая система, на электронах. Но в водной среде ничего не выйдет, потому что соединения кремния с водородом в воде неустойчивы, будут расщепляться, и система не выживет.

Фторуглеродная система — тоже возможна, где водород замещается на фтор, и будет фторуглеродный «человек». Но какой он будет, какая среда для этого нужна, есть ли такая среда? Мы пока не знаем. Поэтому вопрос о вариантах жизни всегда философский, пока применимый только для научной фантастики.

— И всё-таки, что вам удалось понять о мозге?

— Я понимаю сейчас вот что: появление коры, особенно у сложных млекопитающих, приматов или человека — это новый код с кратковременной памятью. Он необходим, чтобы адаптироваться к внешней среде, поскольку среда всё время меняется, а наша генетика более или менее постоянна и меняется на основе отбора медленно.

Человек не может функционировать в изменяющейся среде только на основе прошлого опыта. А генетика нам задаёт то, что в электронике называют «железом». Саму программу она задать не может. Программа должна развиваться с учётом внешней среды. И поэтому мозг — это устройство, появившееся и развившееся в результате естественного отбора, которому он был необходим. Хотя элементы мозга собираются на основе генетики, но само наполнение идёт за счёт адаптации. И это абсолютно кинетическая система. Мозг не останавливается, как и сердце.

— А что бы вам хотелось понять в первую очередь?

— Я всё-таки хочу понять, как стыкуется квантовая механика и теория относительности с работой мозга. Потому что все описания, которые есть в учебниках, построены на ньютоновской механике, а я думаю, что этого недостаточно.

— Некоторое понимание работы мозга, которое у вас есть, даёт вам какое-то преимущество? Вы лучше управляете собой, лучше справляетесь с эмоциями?

— Наверное. Вообще знание всегда даёт какое-то преимущество.

Ты не веришь на слово, когда тебе какой-нибудь врач ставит какой-то диагноз без должной проверки. Ты сразу понимаешь, что это однобокий подход.

Вообще, признаюсь, я редко хожу к врачам. Но это не моя заслуга, я, по-видимому, удачно выбрал родителей. Кроме того, в нашей больнице есть опытный врач моего возраста, я его знаю давно, как только он молодым появился в Пущино. У нас часто рождаются научные дискуссии. Это полезно для здоровья и интересно.

Интервью закончилось. «Можно поставить точку. Но хотелось бы поставить длинное многоточие», — дописал Генрих Романович, визируя текст. Будем ждать дальнейших результатов его исследований — и рассказа о них.

Статьи Г. Р. Иваницкого в журнале «Наука и жизнь»:

Стереология. — 1972, № 9.

Физика исследует живое. — 1984, № 10.

Волны поколений в городе. — 1986, № 12.

Кто должен сказать «да»? — 1987, № 3.

Почему погиб Вавилон? — 1987, № 9.

Достаточно ли разумен Гомо сапиенс. — 1988, № 3.

Международная видеоэнциклопедия. — 1989, № 10.

Люди и микроорганизмы. Социальная жизнь. — 1996, № 10.

Переливание крови: против, за и альтернатива. — 1999, № 2.

Иваницкий Г., Деев А. Вернисаж находок. К 200-летию со дня рождения А. С. Пушкина. — 1999, № 6.

Удивительно, когда прогнозы сбываются. — 2004, № 12.

Вернисаж инфракрасных портретов. — 2005, № 8.

Танец маленьких лебедей и деление хромосом. Памяти академика Г. М. Франка. — 2014, № 12.

Другие статьи из рубрики «Люди науки»




Портал журнала «Наука и жизнь» использует файлы cookie. Продолжая пользоваться порталом, вы соглашаетесь с хранением и использованием порталом и партнёрскими сайтами файлов cookie на вашем устройстве. Подробнее