Вы заметили во время пандемии коронавируса, что общего у людей любой национальности и расы?  Это – боязнь смерти. COVID-19 унес много жизней, особенно до появления вакцин (хотя, справедливости ради, статистика смертности от коронавируса не идет в сравнение с потерями в любой из мировых войн). И черта пока не подведена.

Смерть была и остается неизбежным итогом нашего бытия, который по загадочности сопоставим с началом жизни. Процессы зарождения жизни и наступления смерти упорно не желают раскрыть человеку свои секреты.

Как гласит популярная мудрость, –«Praemonitus, praemunitus»  (»Предупрежден – значит, вооружен»), и пандемия подтолкнула ученых не только к спасению жизни, но и к  изучению смерти. К исследовательским проектам такой направленности подключились массачусетский технологический кластер и ведущие университеты штата. В арсенале исследователей нашли широкое применение такие инструменты, как генетика, искусственный интеллект, робототехника и другие высокие технологии.

Появление вакцины мРНК массачусетской компании Moderna – яркий пример того, с каким задором и  в то же время педантичностью подходят сегодня к исследованиям новаторы бостонской метрополии. Молодой стартап сумел создать высокоэффективную вакцину от коронавируса, и Управление по контролю за пищевыми продуктами и медикаментами США (FDA) быстро утвердило вакцину Moderna к применению. Это первый и единственный продукт компании и  такое достижение в столь короткий срок  просто беспрецедентно.

Когда речь идет о возможной физической смерти, т.е. о нашем теле как hardware, все более-менее понятно (хотя, к примеру, факт посмертной экспрессии генов остается малоисследованным). А вот с software – сознанием, которое определяет наступление смерти, все намного сложнее. Пока ученые даже не  выяснили до конца природу сознания; не знают, есть ли у человека душа; сомневаются в правдивости исследований, которые показывают, что когда душа отделяется от тела, она весит 21 грамм.

В этой статье мы расскажем подробнее о фактах и научных исследованиях, касающихся как hardware – нашего тела, так и software – нашего сознания. А также о феномене, о котором можно только рассуждать и который ожидает всех нас рано или поздно.

Memento mori

На протяжении большей части истории люди смиренно подчинялись смерти, считая ее не только своей неизбежной судьбой, но и главным определителем смысла жизни. В мире без смерти – и, следовательно, без рая, ада или реинкарнации – такие религии, как христианство, ислам и индуизм, не имели бы смысла. В соответствии с их постулатами, только после смерти люди узнают истинные секреты жизни и обретают вечное спасение или вечное проклятие. Иначе говоря, лучшие умы человечества были заняты приданием смерти смысла. Однако в последние 100 лет ученые занялись борьбой со смертью, пытаясь  отсрочить ее наступление или вовсе победить злодейку. Приближающие смерть болезни ученые рассматривают уже не как божью кару или фатально неизбежный износ hardware, а как техническую неисправность.

Такое отношение к недугам распространяется и на COVID-19. С научной точки зрения, человечество обладает знаниями и инструментами, необходимыми для обуздания вирусных эпидемий, и если инфекционное заболевание все же выходит из-под контроля, это происходит из-за человеческой некомпетентности, а не из-за божественного гнева. Религия может утешать, но спасают людей медицинская наука и практическое здравоохранение.

Почему именно COVID-19 заставил ученых вспомнить латинское выражение «Memento mori» («Помни, что умрешь»)? Потому, что этот вирус поражал в тяжелой форме или приводил к летальному исходу в основном пожилых людей с хроническими заболеваниями. Ученые Гарвардской медицинской школы пришли к выводу, что во многом он напоминает болезнь старения. И при заболевании коронавирусом, и в процессе старения шанс умереть возрастает экспоненциально – каждые последующие 5 – 10 лет он удваивается. Из этого следует вывод, что меры, направленные на снижение биологического возраста, во многом могут защитить и от COVID-19, как, впрочем, и от других вирусов. Иными словами, человек, который ведет здоровый образ жизни, меньше подвержен различным заболеваниям и легче их переносит, чем другой человек, организм которого изношен, или когда человек устал, страдает от стресса и т.п.

Это привело к активизации исследований феномена биологического старения и умирания. Ученых интересовало, в каком именно органе человека и как можно зафиксировать необратимые процессы увядания организма. А также, можно ли, исследуя ткани или клетки человека, более или менее точно предсказать, когда он умрет, и как можно отсрочить последний час.

Hardware (тело)

Люди с давних времен пытались заглянуть за черту, где заканчивается жизнь, и даже появилась специальная наука – танатология (от греческого слова thanatos – «смерть»). Она исследует телесные изменения, сопровождающие смерть и посмертный период, а также более широкие психологические и социальные аспекты: умение понять различные процессы умирания, научиться заботиться о людях в предсмертный период и самим справляться с постигшей утратой. Основное внимание в науке о смерти уделяется обучению людей тому, как преодолевать свое горе. Хоть разговоры о смерти всегда считались неким табу (ведь демоны, говорят, питаются нашими страхами), но интерес неизменно брал верх.

Русский ученый, Нобелевский лауреат Илья Мечников, известный своими работами в области микробиологии и открытием фагоцитарной теории иммунитета, много внимания уделял вопросам старения и смерти. В 1903 году он опубликовал работу «Этюды о природе человека», где утверждал, что у умирающих мало или совсем нет ресурсов для переживания умирания, и что академическое исследование поможет тем, кто сталкивается со смертью, лучше понять это явление и уменьшить их страх перед ней.

Американский физиолог Элизабет Кублер-Росс в своей книге «Смерть и умирание» (1969 г.) описала пять стадий процесса умирания: отрицание, гнев, торг, депрессия, принятие.

“Смерть – не враг жизни, она восстанавливает чувство ее ценности. А болезнь возвращает чувство меры, которое утрачивается, когда мы принимаем жизнь как должное. Смерть – это то, к чему движется человеческая жизнь, а значит, то, к чему человек постоянно готовился».

Особенно заботит специалистов вопрос, есть ли четкая граница между жизнью и смертью, мгновенна ли смерть и в каком органе находится «красная кнопка», которая выключает жизнь. На сегодня большинство ученых сходится на том, что такой орган – мозг. Это – сложнейшее устройство, работающее не на примитивном бинарном коде, не на теоретическом квантовом, а на одному только Всевышнему известном принципе. У каждого из нас в голове около 150 – 200 миллиардов клеток и 8 квадриллионов возможных соединений, синапсов, связанных в процессе жизни электрической активностью. Мозг не вечен. Но пока он жив, констатировать смерть нельзя, и организм принято считать живым.

А как быть с сознанием (software)?

Биологи Йельского университета (штат Коннектикут) наблюдали нейронную активность в отдельных клетках мозга свиней через несколько часов после смерти. «Появляется все больше свидетельств того, что эта грань между жизнью и смертью вовсе не является резкой», – сказал биоэтик из Университета Торонто Керри Боумэн в эфире телеканала CTV.Исследования  подтверждают, что клетки мозга могут жить дольше, чем ранее предполагалось.

Ученые из Гарварда ставят перед собой задачи, связанные с продлением активности человеческого мозга.. Они пытаются разгадать причину необратимых изменений в человеческом мозге, приводящих к неуклонному деградированию и быстрой смерти, – болезни Альцгеймера (AD). Гарвардский исследовательский центр старения мозга (HABS) уже опубликовал более 150 монографий, вносящих вклад в изучение болезни Альцгеймера, в крупных журналах, таких, как Nature , Alzheimer’s & Dementia, Neurology и др. AD, констатируют они, остается в медицине единственной из причин многих смертей, для которой пока не найдено лечение. И возраст здесь – наибольший фактор риска. Глобальная цель – выявить ранние изменения в молекулярных, функциональных и структурных маркерах в организме, которые сигнализируют о переходе к прогрессивному снижению когнитивной способности, и предотвратить их.

Никто не хочет стареть, но пока это – единственный способ жить долго

Современная наука развивается стремительно, но ответ на вопрос, от чего зависит процесс старения и как можно его отсрочить, все еще не найден. За последние два столетия средняя продолжительность жизни подскочила с менее 40 лет до 72 во всем мире и до более 80 в некоторых развитых странах. В частности, важен тот факт, что удалось избавиться от детской смертности. До 20-го века по крайней мере треть детей не достигала совершеннолетия. В Англии 17-го века около 150 из 1000 новорожденных умирали в течение первого года жизни, сегодня – только пять. В мире в целом детская смертность снизилась до менее 5%.

Люди оказались настолько успешными в попытках сохранить и продлить жизнь, что наше мировоззрение кардинально изменилось. А наука считает, что у каждой технической проблемы есть техническое решение. Нам не нужно ждать второго пришествия Христа, чтобы победить смерть, – это под силу ученым в лабораториях.

Еще в 19-м веке биолог Август Вейсман предположил, что старение – это биологически запрограммированный процесс. Но профессор Гарвардской медицинской школы Вадим Гладышев с ним не согласен.

«У нас нет подтверждения тому, что старение запрограммировано, и мы не знаем случая, когда у какого-либо биологического вида эта программа бы дала сбой и он перестал стареть» – считает он.

Пока что ученые сходятся на том, что суть старения – это накопление различных повреждений в тканях как вследствие белкового синтеза, так и генетических. Но такие изменения Вадим Гладышев не считает программой, потому что у нее нет цели и от нее нет пользы, она возникает как неизбежное следствие жизни.

Точная дата смерти:  надо ли ее знать?

В эллинских мифах есть немало историй о том, как люди просят богов дать им возможность предсказывать срок окончания жизни, но те остаются непреклонны. И в наши дни ученые во всем мире хотят получить ответ на этот вопрос, и определенные наработки уже есть.

Так, исследователи из Geisinger Health System (региональный медицинский провайдер в Пенсильвании и на юге Нью-Джерси)  обнаружили, что компьютерный алгоритм, разработанный с использованием видео эхокардиограммы сердца, может предсказать смертность в течение года.

Алгоритм искусственного интеллекта (ИИ) превзошел другие клинически используемые предикторы, в том числе уравнения объединенных когорт и оценку сердечной недостаточности в Сиэтле. Результаты исследования опубликованы в журнале Nature Biomedical Engineering.

Визуализация имеет решающее значение для принятия решений о лечении в большинстве медицинских специальностей. Например, одно УЗИ сердца дает около 3000 изображений, и кардиологи имеют ограниченное время для интерпретации этих изображений в контексте множества других диагностических данных. Это создает существенные возможности для использования таких технологий, как машинное обучение, для управления и анализа этих данных и, в конечном итоге, для оказания интеллектуальной компьютерной помощи врачам.

Для своего исследования исследовательская группа использовала специализированное вычислительное оборудование для обучения модели машинного обучения на 812 278 видео эхокардиограмм, собранных у 34 362 пациентов Geisinger за последние десять лет. В исследовании сравнивались результаты модели с прогнозами кардиологов, основанными на нескольких опросах. Последующий опрос показал, что с помощью модели точность прогнозов кардиологов улучшилась на 13%. Это исследование с использованием почти 50 млн изображений представляет собой один из крупнейших когда-либо опубликованных наборов данных медицинских изображений.

«Наша цель – разработать компьютерные алгоритмы для улучшения ухода за пациентами», – сказал Альваро Уллоа Черна, доктор философии, автор и старший научный сотрудник отдела трансляционных данных и информатики компании Geisinger. «В данном случае мы рады, что наш алгоритм смог помочь кардиологам улучшить свои прогнозы о пациентах, поскольку решения о лечении и вмешательствах основываются на этих типах клинических прогнозов».

Что говорят IT и что думают визионеры

Ноттингемский университет опубликовал в PLOS One (международный рецензируемый научный журнал с открытым доступом для публикаций) исследование о новой модели искусственного интеллекта, которая использует машинное обучение для прогнозирования риска преждевременной смерти, используя сохраненные в банке данные о здоровье (по факторам возраста и образа жизни) британцев в возрасте от 40 до 69 лет. Это исследование проводится через несколько месяцев после совместного исследования  Университета штата Калифорния в Сан-Франциско, Стэнфордского университета и корпорации Google. В этом исследовании были обобщены результаты машинного обучения на основе интеллектуального анализа данных электронных медицинских записей с целью оценить вероятность того, что пациент умрет в больнице. Одна из целей обоих исследований заключалась в том, чтобы выяснить, как эта информация может помочь клиницистам решить, какие пациенты могут получить наибольшую пользу от вмешательства.

В настоящее время FDA рассматривает вопрос о том, как ИИ будет использоваться в здравоохранении. Ведомство опубликовало призыв к созданию нормативной базы для ИИ в медицине.

Главное – не научить ИИ нашей предвзятости

Искусственный интеллект – многообещающий инструмент, который показал свою полезность в диагностических целях, но прогнозирование смерти и, возможно, даже определение смерти – уникальная и сложная область. Возможно, вскоре современные технологии помогут практически разрешить философскую задачу, связанную с предсказанием точной даты ухода. Остается лишь позаботиться о том, чтобы технология не унаследовала человеческие предубеждения.

Эрик Тополь, врач и автор книги «Глубокая медицина: искусственный интеллект в здравоохранении», считает, что проблема предвзятости в машинном обучении проистекает из «нейронных входов», встроенных в алгоритм, которые могут включать человеческие предубеждения.Показательный пример: открытие нового Стэнфордского института искусственного интеллекта несколько недель назад подверглось критике из-за отсутствия этнического разнообразия.

Кроме того, существует проблема неосознанной или скрытой предвзятости в сфере здравоохранения. Установлено, что есть различия в том, как пациенты из разных этнических групп переносят боль, хотя эффект может варьироваться в зависимости от пола врача и когнитивной нагрузки. Одно исследование показало, что эти предубеждения менее вероятны у чернокожих врачей или врачей-женщин. (Также было обнаружено, что приложения для здоровья в смартфонах и прочих электронных устройствах подвержены предвзятости).

Однако в некоторых случаях использование ИИ может быть полезным в качестве одного из компонентов оценки в конце жизни – для избежания фатальных ошибок. Примечательно, что с помощью алгоритма машина способна лучше улавливать мозговую активность, которую врачи упускали из виду, используя стандартные методы.

Учитывая, что консультативный совет, который компания Google недавно запустила для надзора за этикой ИИ, теперь отменен, лучшим вариантом было бы создание более централизованного регулирующего органа – например, на основе предложения, выдвинутого FDA, – который мог бы обслуживать университеты, технологическую промышленность и больницы.

«Клеточный каталог» и воскрешение мозга

Для ученых смерть – не божественный указ, апросто техническая проблема. Люди умирают не потому, что так сказал Бог, а из-за каких-то технических сбоев, считают они. Если какой-то орган испортился, это еще не повод умирать. Можно заменить его новым, как деталь в автомобиле. Факты посмертной трансплантации органов известны уже более 100 лет. В наши дни научились извлекать и «оживлять» органы, даже если они попали в руки специалистам спустя часы и даже сутки после прекращения всех процессов жизнедеятельности. Это во многом происходит благодаря действию «клеточного каталога» или посмертной экспрессии генов.

Около года назад в массачусетском журнале MIT Technology Review вышла статья о проекте по реанимации человеческого мозга. В ней говорилось о работе генетика из другого штата Новой Англии, соседнего Коннектикута, – Ненада Шестана (Nenad Šestan). Этот ученый из Медицинской школы Йельского университета предположил возможность «воскрешения» умерших клеток мозга человека.

Если ранее предполагалось, что можно «воскресить» отдельные умершие клетки человеческого мозга то в ходе эксперимента выяснилось – то же самое можно сделать и с целыми срезами его тканей. NY Times Magazine констатирует, что ученый из Новой Англии «может изменить определение смерти» – исследования вышли за пределы срезов тканей и достигли иного уровня: уже не на срезе, а на целом мозге. «Воскрешенный» мозг, кажется, может работать – но пока на одну десятую.

Ученые проводили опыт на свиньях и использовали BIS-монитор – аппарат, который используют для оценки уровня активности сознания пациентов под анестезией. Он имеет шкалу от 0, означающего смерть, до 100, или полного сознания. Просканировав мозг уже мертвых животных, ученые увидели, что показатели глубины анестезии остановились на отметке 10. Данные говорят сами за себя: 10 не равно 0.

А исследователи Института онкологии Дана-Фарбер в Бостоне совершили открытие, способное продвинуть регенеративную медицину далеко вперед. Научные исследования выявили и подтвердили такое явление, как клеточная память. Как оказалось, клетки обладают целым каталогом памяти о всех стадиях своего развития, в том числе и об эмбриональной. Активация памяти такого типа поможет восстановить поврежденные органы пациента в любом возрасте, что особенно актуально для регенеративной медицины.

Клетки, извлеченные в ранний период жизни, могут «вызреть» во взрослые ткани, и их можно будет использовать при замене больных клеток для остановки роста раковых опухолей и, как следствие, излечения онкологических заболеваний.

Единственное, что нам гарантировано, – смерть?

Смерть, с медицинской точки зрения, – это полное прекращение физиологических процессов в клетках и тканях. Что при этом происходит с сознанием и душой – по-прежнему неведомо. Говорят, душа весит 21 грамм. (См. нашу статью). Философы утверждают, что смерть – лишь временный конец временного явления.

В этой связи интересны последние слова умирающих, которые могут дать какую-то подсказку живым. Многие могут назвать интерес к высказываниям на смертном одре нездоровым или извращенным, однако в Библиотеке Конгресса США находим немало сборников «последних слов». Вы увидите там книги, вышедшие в разное время, начиная с XVII века, и на разных языках – французском, испанском, немецком, иврите, шведском, арабском и японском. Это подтверждает давнее и живое любопытство к предмету.

В Российской государственной библиотеке также находится ряд книг с предсмертными цитатами знаменитостей, например, «Последние слова великих людей» И.П. Брихничева издания 1912 года. Считается, что человек в стадии перехода от жизни к небытию резюмирует в нескольких фразах смысл всей своей жизни.

Автор собрал 2033 цитаты политиков, религиозных деятелей, ученых и представителей искусства. Поиск по тексту книги показывает, что слово «любовь» в цитатах приведено 170 раз, «мать» — 92, «отец» — 64, просьбы прощения — 61. «Дьявол» и «сатана» набрали в сумме 19 упоминаний, а лидирует «Бог» (включая «Отец» в религиозном смысле) с результатом 463. Если к последнему добавить «Иисус» (129 раз), то получается, что религиозные мысли посещали умирающих не менее 592 раз, что составляет почти 30% цитат.

Примечательно, что служители культа и члены королевской семьи чаще использовали слова для выражения удовлетворения или недовольства, в то время как художники и ученые — реже всех. 46% умирающих были скорее довольны, чем недовольны (19%); это согласуется с приведенным в статье фактом, что 65% испытывали незначительную боль или не испытывали ее вовсе, а 35% — сильно страдали. В 26% всех случаев люди говорили на религиозные темы. Безразличие проявляли 35% умирающих.

Не жить – это нормально, считают философы

Один из столпов немецкой метафизики Артур Шопенгауэр, много размышлявший на тему страха перед небытием, в своей книге  «Смерть и ее отношение к неразрушимости нашего существа» пишет:

«Небытие после смерти не может быть отлично от небытия перед рождением и, следовательно, не должно быть горестным. Целая бесконечность прошла, когда нас еще не было, – и это нас вовсе не печалит. Но то, что после мимолетного интермеццо какого-то эфемерного бытия должна последовать вторая бесконечность, в которой нас уже не будет, – это в наших глазах жестоко и невыносимо. Но, быть может, эта жажда бытия зародилась в нас оттого, что мы его теперь отведали и нашли очень желанным? То, что так страшит нас в смерти, – это не столько конец жизни, сколько разрушение организма, именно потому, что он – сама воля, принявшая вид тела».

Философ также считает, что жизнь сконцентрирована в мозге и равна сознанию. «Самая же смерть для субъекта наступает лишь в то мгновение, когда исчезает сознание, потому что тогда  прекращаетсядеятельность мозга. То оцепенение, которое распространяется затем и на остальной части организма, это уже, собственно, – явление посмертное. Итак, в субъективном отношении смерть поражает одно только сознание», – заключает философ.

Современный историк и философ с мировым именем Юваль Ной Харари утверждает, что технический прогресс сделал людей слишком самоуверенными по отношению к смерти:

«Когда в таком обществе, как средневековая Европа, разразилась эпидемия, люди, конечно, опасались за свою жизнь и были опустошены смертью близких, но основной культурной реакцией было смирение. Нынешние психологи называют это «выученной беспомощностью». Люди больше не говорят себе, что это была воля Бога или возмездие за грехи человечества».

Как показала пандемия COVID-19, мы склонны рассматривать ее как неудачу, которую можно было предотвратить. Политики обвиняют в халатности целые страны, люди подают в суд на нерадивых чиновников от здравоохранения и уповают на вакцины, и врачей и новые, еще не вышедшие из лабораторий, лекарства.

Когда пандемия закончится, какой главный вывод сделает человечество? По всей видимости, нам нужно будет приложить еще больше усилий для защиты человеческих жизней. Нам нужно больше больниц, больше врачей, больше медсестер. Нам нужно вкладывать больше денег в исследование неизвестных патогенов и разработку новых методов лечения. Мы не должны снова оказаться застигнутыми врасплох.

Как говорит Юваль Ной Харари, «правительствам действительно следует сосредоточиться на создании более эффективных систем здравоохранения, а заниматься философией – дело каждого человека».

Пандемия напомнила нам, насколько мы уязвимы, насколько хрупка жизнь и как мы все одинаковы перед лицом смерти. Но по сравнению с предыдущими катаклизмами мы выходим (будем надеяться, что выходим) из нынешнего с несоизмеримо меньшими потерями. За последние десятилетия человечество достигло в борьбе со смертью большего прогресса, чем за предыдущие тысячелетия.

И сегодня рядом со священнослужителями и философами о смерти не абстрактно рассуждают, а предметно говорят – как о решаемой проблеме hardware – специалисты «антилетальной» медицины. А нейронаука и формирующийся «ИИ с сознанием» («conscious AI») ставят реальные задачи в познании и даже совершенствовании органического software.

Мыслители минувших столетий говорили, что смерть — вдохновляющая муза философии. Сегодня она стала музой научных исследований, которые сумели отодвинуть ее подальше и продлить срок жизни.

Но пока именно смерть рано или поздно становится продолжением жизни. Поэтому давайте постараемся оставить по себе добрую память среди тех, кто нас переживет, и заслужить достойное продолжение смерти, если оно все-таки есть. Спасибо, что дочитали этот «смертельный» лонгрид, дорогие читатели.

Понравилось? Подписывайтесь на наш дайджест – в нем мы рассказываем на русском языке о том, что происходит в Бостоне и Массачусетсе, в том числе о медицине, биоинженерии и генетике в разделе Health & Science.