«Это очень, очень простая штука, и мы включили ее в состав лодыжечного протеза, и получился великолепный пример неочевидного поведения», — говорит Герр.
По мере того как ампутант (или любой другой носитель такого экзоскелета) увеличивает скорость ходьбы (переключаясь из режима «медленная ходьба» в режим «быстрая ходьба»), давление на орган Гольджи возрастает, и модель приказывает мотору дать лодыжке больше энергии.
«Это происходит автоматически, без непосредственного измерения скорости ходьбы, — отмечает Герр. — А когда угол наклона поверхности увеличивается и человек начинает идти в гору, мотор дает еще больше энергии. Когда же человек идет вниз по склону, эта энергия, наоборот, отбирается — автоматически, хотя прибор не чувствует, что характер поверхности изменился. Этот очень простой мышечный рефлекс обладает таким вот неочевидным поведением, которое позволяет очень многое сделать».
«Я бы даже сказал, — добавляет Герр, — что если взять какого-нибудь инженерного гения и заставить его пройти все существующие курсы по теории инженерного контроля, он все равно, вероятно, не придумал бы эти простые рефлексы».
Всё это может казаться немного прямолинейным подходом, а ведь природные решения обычно отличаются изяществом. Но результаты этой работы, скорее всего, коренным образом преобразуют сферу протезирования. Герр заявляет, что с помощью своего прибора он создал сапоги, позволяющие тратить при ходьбе на 20 % энергии меньше.
«История знает лишь один действующий экзоскелет, — утверждает Герр. — И его придумали мы».
В принципе такой же экономии энергии можно добиться (несколько модифицировав прибор), даже если носитель устройства будет тащить на спине тяжелый рюкзак или очень быстро бежать. Герр отмечает: когда человек несет груз, основные биомеханические изменения вынуждены претерпевать колени и лодыжки — используя мышечную энергию для противодействия силе, с которой груз давит вниз, и уравновешивая крутящий момент.
«Можно окружить колени и лодыжки экзоскелетом, который, когда вы несете груз, будет делать то же самое, что делает наше тело, несущее груз, — отмечает Герр. — Но человек, на которого надеты эти штуки, будет при этом идти так, словно он не отягощен никаким грузом».
Покидая лабораторию Герра, я чувствую, что мне трудновато отделить терапевтический потенциал таких устройств от потенциальных дополнительных возможностей, которые они сулят здоровым людям. На этой ранней стадии моего путешествия мне просто являются интригующие образы вполне реальных костюмов Железного человека и мысль о том, что когда-нибудь, может быть, у меня будет приспособление, которое позволит мне с легкостью поднимать автомобиль. В ходе подготовки книги такие ощущения будут возникать у меня постоянно. Снова и снова я буду встречаться с примерами технологий, которые и восстанавливают утраченные функции организма, и позволяют различным образом дополнять возможности обычных людей.
Разумеется, больше всего в этом смысле вдохновляет терапевтический аспект. Во время одного из своих визитов я спросил у Герра насчет того сновидения, которое мучило его вскоре после того, как он лишился ног: там, где он бежит по полям возле своего дома и его волосы развевает ветер. Ему до сих пор это снится? Оказывается, нет. Хью Герр больше не видит этот сон. По его словам, он уже много лет почти каждый день наяву пробегает 1,7-мильный маршрут вокруг конкордского пруда Уолден — на специальных протезах.
«Я только вчера в очередной раз это проделал, — говорит он. — Отличная пробежка».
Глава 2Рождение Бам-Бама
Расшифровка и редактирование генома
Хью Герр получил возможность создавать жизнеспособные бионические протезы и экзоскелеты благодаря новым технологиям, которые позволяют ему и другим изучающим биомеханику точно записывать, каким образом движутся и взаимодействуют различные части тела, а затем конструировать сложные наборы робототехнических деталей, находящихся за пределами тела и способных в реальном времени воспроизводить действия нормальных его частей. Для этого требуется почти мгновенно и очень эффективно улавливать и обрабатывать огромные массивы информации — и для того, чтобы запечатлеть и охарактеризовать поведение здоровой ноги, и для того, чтобы построить машину, которая сумеет имитировать это поведение.
Но все эти достижения — лишь самый краешек открывающихся перед нами возможностей. Как мы увидим в дальнейших главах, та же технологическая точность, которая позволяет робототехникам строить приспособления, прикрепляемые к внешней поверхности нашего тела, то же математическое волшебство и программы для распознавания закономерностей, которые Герр использует для того, чтобы питать энергией свои творения, — все эти технологии можно направить и внутрь, чтобы записывать, характеризовать и понимать, каким образом различные компоненты нашего организма взаимодействуют на клеточном уровне. Исследователи, работающие в этой сфере, тоже открывают и высвобождают тайные целительные силы и непочатые запасы возможностей, — всё то, о чем могли только мечтать ученые предыдущих поколений.
В каком-то смысле они добиваются еще более ошеломляющих успехов, чем сотрудники лаборатории Герра. Некоторые специалисты не просто конструируют новые части тела или усовершенствуют те, которые у нас уже есть: эти биохакеры вторгаются в тонкую механику работы самого организма, переписывая клеточные «инструкции» или направляя их на выполнение задач, не предусмотренных природой. Таким путем эти смельчаки заставляют организм перестраивать или преобразовывать себя. Идеи некоторых из этих технологических подвигов (как и герровских бионических конечностей, обладающих невероятными способностями к адаптации) не всегда являются лишь продуктом человеческого воображения. Лучшие из них тоже берут начало в самой природе: пожалуй, это почти неизбежно.
Взять хотя бы случай одного удивительного мальчика из городка Маскегон (штат Мичиган) по имени Лайам Хёкстра.
* * *
Зимой 2005 г. настал день, когда супруги Дана и Нил Хёкстры впервые поняли, что их сын Лайам не такой, как все. Веселый темноволосый ребенок, которому было всего-то пять месяцев от роду, потянулся к двум пальцам, которые ему предлагала мать, вцепился в них железной хваткой, оторвался от земли и раскинул руки, образовав в воздухе букву Т.
Его родителям случалось видеть, как такой же трюк проделывают олимпийские спортсмены, демонстрируя свою впечатляющую силу. Называется это «железный крест».
«Он просто висел так, в буквальном смысле», — вспоминает Нил.
К трем годам Лайам обзавелся рельефным прессом и внушительными бицепсами. Он мог без всякой помощи взобраться вверх по канату. Он размахивал пятифунтовыми гантелями, словно погремушками, напоминая жутковатого карапуза Бам-Бама из комедии «Флинтстоуны»: этого сверхъестественного силача, воспитанного мастодонтами, усыновляет герой фильма Барни Раббл. Однажды Лайам закатил истерику и пробил кулаком дыру в стене.
Лишь когда дедушка Лайама, вышедший на пенсию адвокат, похвастался своему приятелю-врачу, что его крошка-внук когда-нибудь станет играть в футбол в его любимой команде «Мичиган Вулверинз»[12], семейство узнало, чем, по всей видимости, объясняется столь необычайная сила ребенка. Доктор попросил у родителей разрешения осмотреть малыша, а потом убедил их отправить его на генетическую экспертизу в расположенный неподалеку город Гранд-Рапидс (штат Мичиган), откуда образцы генетического материала Лайама переправили в Питтсбургский университет.
Питтсбургские специалисты вскоре сообщили семье, что невероятные физические способности ребенка, возможно, являются результатом единичной мутации (как бы одной-единственной опечатки) в генетической последовательности длиной около 3 млрд пар оснований, закодированной в каждой из его клеток.
«Мы предполагаем, что у него имеется какая-то мутация, поскольку он обладает очень необычным фенотипом с гиперразвитыми мышцами, — говорит Роберт Феррелл, один из руководителей Лабораторий геномики и протеомики Питтсбургского университета. — Мы просто пока не выявили эту мутацию».
По мнению Феррелла, то место в генетической последовательности, где она произошла, находится неподалеку от места, где обнаружили мутацию у еще одного ребенка: ее описали в New England Journal of Medicine примерно за год до рождения Лайама. Неназванный испытуемый, о котором идет речь в статье, из-за генетической мутации лишен способности вырабатывать GDF-8, сигнальное вещество, играющее ключевую роль в регулировании и сдерживании роста мышц. Аналогичная мутация, повлиявшая на тот же биологический маршрут, могла бы объяснить, почему по мышечной массе Лайам на 40 % превосходит среднего ровесника, почему его кормят не три раза, а шесть раз в день — и почему он может, улегшись на спину, выжимать, как штангу, здоровенную собаку, живущую у них в семье.
Возможно, эта особенность когда-нибудь поможет Лайаму попасть в любимую дедушкину команду. Хотя личность немецкого мальчика с похожей мутацией так и не раскрыли общественности, известно, что его мать, также обладающая аномалией в этом гене, — профессиональный спринтер. А дед мальчика был строителем и один голыми руками мог поднять бордюрный камень.
Обнаружение людей, которые, подобно Лайаму, обладают необычными, потенциально «сверхчеловеческими» физическими чертами, приобретает новое значение именно сейчас, когда мы вступаем в эпоху генной инженерии. Конечно, люди, наделенные необычайной силой, гибкостью, ростом, выносливостью, встречаются на протяжении всей истории человечества — от Геркулеса из древнегреческих мифов до циркового силача с огромными усами и бритой головой, облаченного в леопардовое трико.
Однако, возможно, благодаря новым технологиям мы сумеем использовать сведения, полученные при исследовании таких вот людей-феноменов, для лечения, а то и исцеления некоторых наиболее изматывающих и разрушительных генетических заболеваний нашего времени. Однако эти же технологии вынуждают задаться непростыми вопросами. Что произойдет, когда у всех появится возможность наделять себя или своих детей силой Лайама Хёкстры — навсегда? Если мы решим не поступать так со своими детьми, не приведет ли это к тому, что в дальнейшей жизни они будут проигрывать св