среда, 14 июня 2017 г.

Компьютер думает о смерти

Компьютер думает о смерти

В этой заметке мы познакомимся с Сергеем Леоновым и Алексеем Москалевым, разработавшими алгоритм для выявления веществ, влияющих на продолжительность жизни. За эту работу Сергей Леонов и Алексей Москалев номинированы на премию «Сделано в России»

Иллюстрация: Henrietta Lacks
Иллюстрация: Henrietta Lacks
+T-
Мысли о смерти — или, если угодно, о бессмертии, это как-то одно и то же — принято считать ужасно важными и глубокими, едва ли не самыми важными, какие вообще только бывают у людей. Русский философ Николай Федоров считал, что даже и у человечества в целом нет более важного дела, чем как-то разрешить проблему смерти. То есть разрешить ее именно в практическом плане — воскресить мертвых и жить вечно. Не то чтобы все с восторгом приняли идею Федорова, но проблема продления человеческой жизни, и в перспективе достижения бессмертия, действительно занимает серьезное место среди забот и повседневных дел современной науки.
Конечно, думать о смерти можно по-разному. Можно так, как герой рассказа Толстого «Смерть Ивана Ильича», то есть довольно надрывно, но без ясных практических выводов. «Не в слепой кишке, не в почке дело, а в жизни и... смерти. Да, жизнь была и вот уходит, уходит, и я не могу удержать ее. Да. Зачем обманывать себя? Разве не очевидно всем, кроме меня, что я умираю, и вопрос только в числе недель, дней...» Такой строй мысли высок и достоин звания человека, однако для большинства ученых и врачей, как бы ни смеялся над ними Толстой, дело именно в слепой кишке и в блуждающей почке, в числе недель и дней. Если что-то и можно сделать с этой самой смертью, так это отсрочить ее на возможно большее число недель и дней. А для этого необходимо разобраться в кишке, почке и еще в тысячах факторов, о которых наука узнала со времен Льва Николаевича Толстого. Сейчас, наверное, ни в одной человеческой голове уже и не уместится информация о тысячах метаболитов, белков и генов, от которых зависит работа человеческих органов, от которой, в свою очередь, зависят дни наши на этой земле.
Чтобы освободить человеческую голову от этих суетных мыслей о материальном, а думать только о том, как упоительно пах в детстве кожаный мячик, разумно поручить самую трудоемкую и неблагодарную часть размышлений компьютеру. Именно это и было сделано в МФТИ стараниями Алексея Москалева, руководителя лаборатории генетики старения и продолжительности жизни, и Сергея Леонова, директора школы Биологической и медицинской физики Физтеха, в кооперации с Александром Жаворонковым, адъюнкт-профессором МФТИ и главой компании InSilico Medicine (США).
Их компьютер — вернее, программа — знает не только про кишку и почку: в него загружена информация о всех биохимических реакциях организма. Помнит он и результаты всех-всех научных работ, в которых было показано, что у такого-то и такого-то организма, в такой-то и такой-то культуре клеток такой-то метаболический путь или ген оказывает влияние на продолжительность жизни. И когда серьезный ученый или шарлатан предлагает нам эликсир жизни (или целый чемодан таких потенциальных эликсиров), мы спрашиваем мнения у алгоритма. Пробежавшись по тысячам метаболических путей, он выдает предварительный вердикт. А сам, между тем, становится в результате умнее, поскольку построен по принципам нейронных сетей и способен учиться на собственном опыте.
Впрочем, дадим слово Сергею Викторовичу Леонову:
— Эта программа — компьютерная версия системно-биологического подхода к проблеме старения и долголетия. Грубо говоря, наш софт позволяет выявлять сигнальные пути взаимодействия между биомолекулами, которые могут иметь значение для продолжительности жизни. Выявляя такие ключевые сигнальные пути, мы получаем возможность регулировать их медикаментозным воздействием или даже, например, правильным питанием, что будет способствовать здоровому долголетию.
СКакова достоверность этих предсказаний? Вы же все равно не станете верить компьютеру на слово, потребуются лабораторные исследования и клинические испытания?
Проблема фармацевтики в области долголетия в том, что требуются клинические испытания, а когда речь идет о продолжительности жизни, такие испытания будут чрезвычайно длительны и трудоемки. Наши данные — это первичный отбор веществ-кандидатов, которые потом надо проверять. В начале разработки программы предсказуемость низкая, но когда программа совершенствуется, предсказуемость повышается. Метод, который лежит в основе, — нейронные сети — подразумевает, что чем большие научающие выборки вы используете, чем больше у программы опыт, тем более совершенно она работает.
СТо есть ценность программы главным образом эвристическая — подтолкнуть к размышлениям в определенном направлении, заметить главное, не вдаваясь в детали?
В общем виде — да, выцепить общие закономерности, а потом уже оттачивать на конкретном примере. Мы даем людям инструмент, чтобы быстрее искать такого рода вещества.
СЭта программа уже применяется специалистами, работающими в этой области?
Сейчас она применяется в лаборатории моего коллеги Алексея Москалева. Чем больше биоинформатиков будут использовать этот инструмент, тем больше он приобретет ценность. Программа же самообучающаяся: чем больше данных ей поставляешь, тем больше вероятность предсказать правильные решения.
СА как быть с разработками ваших коллег или конкурентов? Вот, к примеру, знаменитые «ионы Скулачева», они же SkQ: что говорит о них ваш алгоритм?
Если не ошибаюсь, он скажет о влиянии оксидативного стресса, о влиянии митохондрий, но напрямую не даст предсказаний, что это вещество влияет на продолжительность жизни.
ССуществует ли вероятность, что ваша программа действительно в один прекрасный день предскажет вещество, избавляющее людей от старости и смерти?
Это процесс, который длится годами, и вероятность найти одну-единственную биологическую мишень, которую можно просто включить-выключить, крайне мала. У червя C. elegans вроде бы нашли такие мишени, гены долголетия. Но к чему это привело? Оказалось, что у долгоживущих червей-мутантовпросто удлиненный период дряхлости. Человек, живущий долго в дряхлом состоянии — это лучше или хуже, чем жить не так долго, но полноценно? Это этический вопрос. Направление нашей лаборатории — здоровая старость без деменции, а долголетие — вторичная вещь. Мне важно, чтобы люди жили здорово, счастливо, полноценно и, если возможно, долго.С
***
О работе Москалева и Леонова уже пишут журналисты, хотя никакой эликсир долголетия их программа пока человечеству не дала. Это дело будущего: компьютеру, как объяснил Сергей Викторович, нужно время, чтобы набраться ума-разума и подсказать людям, что им делать с этой самой старостью и смертью. Но отрадно уже то, что компьютер об этом думает, освободив нам время для мыслей более игривых и легковесных (или, если вам угодно, для каких-нибудь совсем уж мрачных экзистенциальных глубин). Если уважаемого читателя такое положение вещей тоже устраивает, этот читатель может проголосовать за Москалева и Леонова в номинации «Наука и технологии»: лишнее паблисити и ученым не повредит, а уж самообучающейся программе это просто как глоток воздуха.

Комментариев нет:

Отправить комментарий

Красильщиков Аркадий - сын Льва. Родился в Ленинграде. 18 декабря 1945 г. За годы трудовой деятельности перевел на стружку центнеры железа,километры кинопленки, тонну бумаги, иссушил море чернил, убил четыре компьютера и продолжает заниматься этой разрушительной деятельностью.
Плюсы: построил три дома (один в Израиле), родил двоих детей, посадил целую рощу, собрал 597 кг.грибов и увидел четырех внучек..