В настоящее время существует не менее дюжины команд на четырех континентах, которые занимаются разработкой различных систем искусственного зрения, и Добелл возглавляет лишь одну из них. Одни трудятся над созданием ретинальных имплантантов, работающих на батарейках или на солнечной энергии, другие выращивают ганглиозные клетки на кремниевых чипах, третьи занимаются разработкой стимуляторов зрительного нерва. А в числе лидеров – пока не объявился Добелл – был Дик Норманн, бывший заведующий кафедрой биоинженерии в Университете Юты.
Как и Добелл, Норманн работает над созданием зрительного нейропротеза. Я стал первым, кто сказал ему, что гонка завершена и он проиграл.
– Это фантастика! – говорит Норманн.
– Вы не расстроились?
– Это фантастика, фантастика, фантастика! – повторяет он, а затем, после паузы, добавляет: – Если, конечно, это действительно работает.
– Что вы имеете в виду? Я был там. Я видел, что это работает.
– Но что вы называете «работает»? Если пациент видит движущееся пятно света, зрение ли это? Мне нужно знать, что именно он видит.
– Ладно, но как это повлияет на ваши исследования?
– Никак не повлияет. Мы будем продолжать делать то, что делали.
Норманн также имеет в виду трехчастную систему: имплантант, обработчик сигналов, камера, – но с очень важным отличием. В то время как имплантант Добелла располагается на поверхности зрительной коры мозга, имплантант Норманна проникает в глубину.
Норманновский имплантант имеет значительно меньшие размеры – со шляпку гвоздя – и «вбивается» в кору головного мозга в том самом месте, где воспринимается обычная зрительная информация. По словам Норманна, его изобретение настолько высокоточное, что каждый электрод способен стимулировать отдельные нейроны.
– Это важно потому, – поясняет он, – что краеугольным камнем искусственного зрения является взаимодействие между электрическим током и нейронами. Поскольку имплантант Добелла располагается на поверхности зрительной коры, он требует большой силы тока – где-то в пределах 1–10 миллиампер – и возбуждает сразу множество нейронов. Прицельность никакая, а потому очень многое может пойти не так.
Мне ли этого не знать? Пациент едва не умер у меня на руках.
– Углубление электродов внутрь коры позволяет снизить силу тока до 1–10 микроампер. Разница тысячекратная.
А снижение силы тока снижает вероятность приступов. Но это еще не все. Уменьшение силы тока позволяет также повысить точность, увеличить разрешение:
– Чем меньше сила тока, тем больше электродов можно упаковать в имплантант, – поясняет Норманн. – Мы еще не достигли цели, но с моими электродами есть шанс создать поле соприкасающихся фосфенов – точно так же, как у вас или у меня, – а с поверхностным имплантантом Добелла это неосуществимо.
Вот как бывает, когда вопросы, ранее являвшиеся вотчиной одних лишь мистиков, становятся полем деятельности инженеров. Как и другие высокие технологии, будь то операционные системы или веб-браузеры, искусственное зрение становится ареной войны стандартов.
Забудьте о религиозных целителях; теперь соперничество идет между системами Beta и VHS.
Чтобы разобраться в том, что же на самом деле видит Йенс, я отправляюсь в Лос-Анджелес, в Университет Южной Калифорнии, где находится лаборатория Марка Хумаюна. Как и конкуренты, Хумаюн использует видеокамеру, вмонтированную в очки, обработчики сигналов, генерирующие изображение, но, в отличие от нейропротезов Норманна и Добелла, его имплантант располагается поверх сетчатки глаза. Его задача – занять место поврежденных палочек и колбочек, чтобы дать импульс глазным клеткам, которые все еще здоровы, и использовать компоненты обработки информации, присущие самим глазам, – ганглиозные клетки и зрительный нерв, – чтобы посылать информацию в мозг.
«Это ограниченный подход, ориентированный на ограниченное число патологий, но у него есть свои преимущества, – говорит Хумаюн. – Мы считаем, что все-таки лучше оперировать слепой глаз, чем здоровый мозг».
Возглавляемая Хумаюном лаборатория ретинального протезирования Института глаза Доэни входит в структуру университета Южной Калифорнии. Небольшая комната битком набита электронным оборудованием. Техники в лабораторных халатах сидят, согнувшись за своими компьютерами, и практически не реагируют на мое появление.
Джеймс Вейланд, сотрудник института, помогает мне надеть мудреный головной убор со специальными очками, полностью перекрывающий доступ света. На лбу прикреплена миниатюрная камера; провода от нее тянутся по моей спине к ноутбуку, расположенному слева от меня. Камера поворачивается туда, куда поворачиваются мои глаза, и проецирует изображение на «экран» очков. Это производимое компанией Sony устройство, называемое Glasstron, превращает обычное зрение в его оцифрованную версию.
Пока питание выключено, я не вижу ровно ничего. Вейланд включает устройство и спрашивает, что я вижу.
– Смутные серые формы. Большие пятна с размытыми краями.
– Вы видите дверь? Можете ли вы подойти к ней?
– Да, могу – если вы хотите, чтобы наткнулся на что-нибудь и упал.
– Дисплей у вас пять на пять, – говорит Вейланд. – Подождите, сейчас я увеличу число пикселов до 32×32.
Вейланд полагает, что матрица 32×32, то есть 1024 пиксела, удовлетворит мои зрительные потребности. Вероятно, это раз в 10 лучше разрешения имплантанта Добелла и гораздо ближе к замыслу Норманна.
Я слышу, как Вейланд возится с компьютером. Внезапно в глазах проносится вспышка света, словно я вижу прыжок в гиперпространство сквозь водопад из фильма «Звездные войны».
– Теперь видите?
– Не совсем.
– Подождите минутку, дайте глазам привыкнуть.
– Ладно. У меня в глазах одни пузыри, размытые края, движение…
Внезапно картинка становится более четкой. То, что еще несколько мгновений назад выглядело атакой желеобразных тварей, стало дверью и человеческими лицами.
– Что случилось? – спрашиваю я. – Вы снова увеличили разрешение?
– Нет, – отвечает Вейланд, – это ваш мозговой компьютер учится видеть.
Очень странно наблюдать за тем, как твой собственный мозг реорганизуется, но именно это и происходит. Размытый край стола на глазах становится четкой линией, а потом становится узнаваемым и стоящий на нем компьютер.
Я снова смотрю вокруг. Вейланд пока невидим. Затем происходит легкое изменение в колорите картинки. Серая рябь расступается, и я вижу белую плоскость лба, оттеняемую чернотой волос.
Я перевожу взгляд: дверь, стол, компьютер, человек.
Так вот как выглядит чудо!
Часть вторая. Будущее снаружи
Восстановление «Эверглейдс»: первый опыт терраформирования
Научно-технический прогресс определенно трансформирует нашу внутреннюю среду: наши тела, нашу биологию, наш мозг, – но как насчет среды внешней? Какое воздействие мы оказываем на мир в целом?
В последнее время разговоров о таком воздействии велось немало. Экологические, природоохранные аспекты научно-технического прогресса явно отстают от других его аспектов. Таяние ледников, вымирание отдельных видов животных, загрязнение окружающей среды – список можно продолжать еще очень долго. Пытаясь бороться с этой тенденцией, ученые включили в свой лексикон такие громкие слова, как мегаинженерия и терраформирование, свидетельствующие об усилении позитивного влияния на окружающий мир. Теперь мы не просто латаем дыры в экосистемах; мы трансформируем их.
Одним из примеров этого служит данная глава, рассказывающая о попытке восстановить природный комплекс «Эверглейдс», включающий в себя крупнейшую в мире прерию, поросшую меч-травой, и сильно пострадавший за минувшее столетие в результате хозяйственной деятельности человека и стихийных бедствий. Усилия по восстановлению «Эверглейдс» представляют собой самый масштабный и затратный проект такого рода. Данный проект можно назвать также нашей первой попыткой терраформирования (этот термин пришел к нам из научной фантастики, где обозначал, по существу, преобразование иных миров с тем, чтобы сделать их пригодными для существования земных форм жизни). Одновременно он представляет собой живое свидетельство той невероятно масштабной роли, которую род человеческий может играть как с точки зрения созидания, так и с точки зрения разрушения своей среды обитания.
«Эверглейдс» умирает. Почти 4 миллиона акров площади захвачены застройкой и плантациями сахарного тростника. Почти 70 видов обитающих там животных и растений оказались на грани полного исчезновения. Популяции болотных птиц, таких как цапли, колпицы и т. д., сократились на умопомрачительные 90 процентов. Прерии, поросшие меч-травой, которыми славится этот регион, из года в год сокращаются; запасы рыбы также иссякают. В той же рыбе, которая все еще остается, ртути в жировой ткани содержится столько, что впору открывать фабрику по изготовлению термометров.
Говоря по правде, деградация «Эверглейдс» – далеко не новость. От хозяйственной деятельности человека эта биосистема страдает с середины XIX века, когда первые поселенцы приступили к осушению флоридских болот. Но по-настоящему роковыми для нее стали – уже в XX веке – принятые властями штата меры по изменению климата. В штате существуют лишь два сезона: влажный и сухой. Влажный сезон приносит наводнения, сухой – засухи. Этот порочный круг было решено разорвать лишь в 1920-е годы, когда из-за наводнения, вызванного ураганами, погибло две с половиной тысячи человек. Под давлением общественности власти штата вынуждены были начать действовать. Задача перелопатить едва ли не весь штат была поставлена перед лучшими в мире землекопами – Инженерным корпусом армии США. В течение следующих пятидесяти лет они прорыли 1800 миль каналов между озером Окичоби и Флоридским заливом, построили 300 шлюзов и 16 крупных насосных станций, позволявших управлять уровнем воды.
Экосистема «Эверглейдс» оказалась под властью инженерных войск. Взяв под свой контроль стихийный цикл засух и наводнений, инженерные войска сделали Атлантическое побережье Флориды безопасным для жилищного строительства, а внутренние районы безопасными для сельскохозяйственной деятельности. Но, как и дикие животные, попадающие за решетку, оказавшаяся в неволе экосистема стала чахнуть. Некогда самая крупная в мире непрерывная болотистая местность зигзагообразными границами была разделена на 16 участков – изолированных друг от друга и обреченных на медленное угасание. К 1990 году стало ясно, что в экосистеме «Эверглейдс» под угрозой исчезновения оказались не только отдельные виды животных. Поскольку была подорвана гидрологическая основа, скорая гибель грозила всей экосистеме в целом.