Илья Колмановский, кандидат биологических наук, журналист, ведущий подкаста о научных открытиях «Голый землекоп» и постоянный лектор Лектория «Прямая речь» рассказал Лучшему радио о главных открытиях 2020 года в биологии. Послушать интервью можно здесь.
Кто такой «голый землекоп»? И почему так называется подкаст о науке?
«Многие слушатели просто считают, что это не очень одетый дорожный рабочий» — шутит ученый. «На самом деле, голый землекоп – это мелкий грызун из восточной Африки (Эфиопии и Кении), который никого не интересовал, пока примерно 30 лет назад не выяснилось, что на его удивительной суперспособности сходятся интересы сразу многих биологических дисциплин. Во-первых, это мелкое животное, размером с мышь, которое почему-то живет 40 лет, в то время как мышь такого размера обычно умирает от рака в год или два», – рассказывает Колмановский.
Сейчас десятки лабораторий в мире изучают секрет долгожительства голых землекопов и его иммунитета к онкологическим заболеваниям. Могут ли биологические особенности этого животного стать ключом к продлению жизни человека?
«Гарвардский ученый Вадим Гладышев говорит, что, может быть, мы никогда не разберемся в том, как устроено старение, это бесконечно сложный процесс», - объясняет Колмановский. «Это укрепляющийся консенсус среди людей, которые занимаются старением, что мы никогда не найдем одной простой кнопки. Поэтому мы сделаем по-другому: мы предложим искусственному интеллекту гигантский объем данных, то, что сегодня называется big data, о том, как во всех органах и тканях читаются тысячи генов у многих десятков животных. Таким образом мы найдем "сигнатуру" – объем признаков долгожителей. На этом пути мы, может быть, найдем некоторые лекарства и, может быть, продлим жизнь человека на 10%, однако это не будет путем, на котором мы поймем, как работает старение».
Интервью с киборгом
В начале 2020-го года Илье Колмановскому удалось взять интервью у Иэна Беркхарта – одного из самых известных киборгов. «Киборг – это парализованный человек, который при помощи специального чипа передает мысли из мозга напрямую на компьютер» - объясняет ученый. «Мы как цивилизация вообще не очень понимаем, как работает мозг, а компьютер может за несколько часов упражнений и работы с трафиком, который он напрямую читает из мозга человека, понять, что вот этот сигнал означает просьбу сжать стакан и дальше передать сигнал на мышцы через кожу электродами так, чтобы рука схватила стакан».
Иэн Беркхарт сломал шею в 2011-м году, а в 2013-м вошел в этот эксперимент: «ему под общим наркозом сделали отверстие в голове, вставили туда шлейф электродов и завинтили крышечкой». «Он живет с этой крышечкой, ее нельзя мочить, когда его моют» — рассказывает Колмановский.
«В новости он попал в этом году, потому что новое поколение ученых "перепрошило" чип. Они смогли добавить новую функцию: теперь он не только может схватить предмет, но он может, не глядя на предмет, почувствовать, что его рука действительно опустилась на предмет, а не на пустоту. Из-за перебитой шеи сознание не может создать из осязательного сигнала кожи этот экспириенс, который мы с вами считаем само собой разумеющимся, вот это чувство "я что-то потрогал". Но компьютер этот сигнал слышал» — рассказывает Колмановский.
«Когда ученые научили нейросети различать два сигнала: сигнал о том, что он хочет что-то взять, и сигнал о том, что его кожа что-то чувствует, компьютер научился превращать эти два сигнала в два разных результата. Компьютер управляет его мышцами, чтобы он мог что-то взять и одновременно отправляет сигнал на очень крупную манжетку, которая надета на плечо этого человека, которая сжимается с очень большой силой, и это он чувствует. И он опять-таки за несколько часов научился понимать что, когда у него на плече сжимается с большой силой манжетка, это значит, что на самом деле его рука сейчас что-то трогает. Он очень быстро выучил этот новый язык», — объясняет ученый.
Колмановский рассказывает о невероятных успехах Беркхарта. «Он достиг замечательного управления рукой. Он может пользоваться кредитной карточкой или играть в компьютерную игру Guitar Hero, (когда у вас такая имитация гитары, гриф, и вы должны успевать нажимать на какие-то лады, чтобы играть музыку. В нее играют миллионы людей, но только один из них полностью парализованный».
Колмановский рассказывает об очень впечатляющих перспективах применения данной технологии. «В Америке сейчас много сотен людей, разных инвалидов с разными нарушениями, которые разными способами пользуются возможностью этой киборгизации. Мы надеемся, что за ближайшие 10 лет их должно стать около миллиона».
Главное открытие 2020 года
Ученый поделился своими мыслями о самом главном достижении 2020-го года в области биологии (помимо разработки вакцин от коронавируса). «Если бы мне нужно было выбрать одну важную вещь, я бы, наверное, тоже связал ее с работой искусственного интеллекта. Речь идет о новости, которая возникла в декабре и, наверное, — это самая большая новость года, если не десятилетия». «Есть самая важная и самая сложная проблема в современной биологии. Она формулируется так: у всех в голове есть определенный образ генов. Можно себе представить, что гены – это такая цепочка букв, линейная последовательность, 3 миллиарда букв. Но как на основе этих цепочек букв получаются свойства организма? Все свойства всего живого опираются на так называемые белки – огромные трехмерные молекулы, которые выполняют в каждой клетке каждого живого организма огромное количество работ», – объясняет Колмановский.
«Здесь главная проблема биологии», – продолжает ученый – «Мы можем очень быстро прочитать любой ген, но просчитать, рассчитать, смоделировать, какой формы будет белок на основе этого гена, – это чудовищно сложная вычислительная задача. Потенциально на основе одного и того же гена можно напечатать белок, который сложится большим количеством вариантов, чем есть звезд во Вселенной. Это страшно важная задача: прочитать ген и уметь прикинуть, какой белок из него получится. Она имеет огромное медицинское значение: и для стремительного поиска лекарства от ковида, и для лекарств и вакцины от рака».
В декабре 2020-го года подразделение компании Google под названием DeepMind создало очень важный алгоритм для научных целей. Подразделение занимается нейросетями глубокого обучения. Одним из их проектов является программа AlphaGo для игры в го. «Это нейросети, которые программируют сами себя: они сами ставят себе задачу и сами придумывают, как ее решать. Мы ничего не понимаем про этот алгоритм. Мы знаем, что это одно из самых высокоорганизованных думающих существ на планете», – объясняет Колмановский.
«Так вот, мы узнали, что на основе этого алгоритма был создан вариант, который называется DeepFold, который, наконец, занялся наукой. Искусственный интеллект занялся важнейшей научной проблемой и научился складывать эти модели белков на основе гена. Ты вводишь в него ген, а он дает с фантастической точностью трехмерную структуру белка. И это очень большая новость», - говорит Колмановский.
Послушать интервью Ильи Колмановского Лучшему радио.
Книгу Ильи Колмановского «Научные открытия 2020» можно заказать здесь
Лекции Ильи Колмановского для всей семьи и образовательные курсы в Лектории «Прямая речь»
Подкаст Ильи Колмановского на YouTube
Телеграмм канал «Голый землекоп» (там ссылки на все выпуски подкаста и текущие научные новости).
Подкаст «Голый землекоп» на разных платформах.
Подкаст на Яндекс.Музыке.
