Вблизи фазового перехода, или вблизи критической точки, самые разные сложные системы ведут себя во многом похоже, или, как говорят физики, проявляют универсальные свойства. В первую очередь резко возрастают корреляции между компонентами системы, а потому поведение систем перестает зависеть от их детального устройства. Возникает синхронизация между процессами и как следствие упорядочивание. Вот почему признаки новой фазы часто называют параметрами порядка. Чаще всего признаки новой фазы появляются одновременно и поначалу нарастают экспоненциально.
Прямо на наших глазах человечество переживает фазовое превращение, получившее название демографического перехода и связанное со стабилизацией численности населения на планете. Опираясь на работы замечательного ученого Сергея Петровича Капицы, мы проследим, как способность к коллективному труду в составе огромных групп людей вызвала к жизни технологическую цивилизацию, которая обеспечила нашему виду доминирование на планете и взрывной, сверхэкспоненциальный рост на протяжении последнего миллиона лет, несмотря на климатические катастрофы и разрушительные войны. Конечно, так просто не могло продолжаться вечно: экстраполяции обещали перенаселение уже в 2020-х годах. Рост начал замедляться в конце прошлого века, как только время удвоения популяции стало приближаться к времени, необходимому для роста и достижения зрелости человека.
Вместо демографической катастрофы мы получили новый фазовый переход: снижается рождаемость и одновременно происходит увеличение продолжительности жизни населения. Изменения происходят так быстро, что все чаще приходится слышать об ожидаемом «серебряном цунами» – по цвету седых волос. Мы увидим, что эволюция человека продолжается и в первую очередь отбирает генетические признаки, связанные с социализацией и способностью к обучению. Оказывается, что эти же признаки помогают достичь увеличения продолжительности жизни.
Чтобы разобраться, почему и, главное, как это происходит, мы расскажем, как появляются признаки старения у растущего организма. Мы увидим, что, несмотря на то что жизнь в так называемых открытых системах, способных обмениваться энергией и веществом с окружающей средой, может, в принципе, продолжаться вечно, в реальном мире продолжительность жизни животного связана с требованиями среды обитания, диктующими скорость развития.
Окажется, что животные, достаточно приспособленные к среде обитания и потому способные позволить себе длительное время роста без риска быть съеденным или погибнуть в результате голода или инфекционных заболеваний, могут одновременно обрести несколько важных преимуществ. Во-первых, в этом случае можно затрачивать значительные ресурсы на регенерацию и исправление повреждений и, как следствие, увеличить продолжительность жизни. Во-вторых, замедление развития и роста может помочь развить социальное поведение, язык и другие признаки, в еще большей степени способствующие адаптации. Если оба фактора начинают работать вместе, в природе возникает ситуация, когда старение может быть существенно замедлено, если не остановлено вообще.
О простейших животных, способных к регрессу развития или не испытывающих признаков старения, ученым известно очень давно. С 1970-х годов идут разговоры о том, что старение даже высших животных может быть крайне медленным или отсутствовать вообще. В начале XXI века наконец появились экспериментальные подтверждения отсутствия возрастных изменений уже у млекопитающих – голого землекопа и некоторых представителей подотряда летучих мышей.
Экспериментальное подтверждение не-старения, или, как его осторожно называют, пренебрежимого старения, у некоторых высших животных появилось лишь в последние годы и стало поворотной точкой для многих специалистов, в том числе и для меня лично. А эта книга попробует совершить такую же революцию в сознании тех, кто в принципе задумывается о долголетии, возрастзависимых заболеваниях и, главное, способах оставаться активным и объективно молодым в любом возрасте.
Мы увидим множество примеров пренебрежимого старения в природе и узнаем, что естественный отбор способен выключить старение в результате перебора случайных мутаций за относительно небольшое, по эволюционным меркам, время. Это не должно нас удивлять, потому как любой ген, меняющий параметры метаболизма или возможности систем исправления повреждений, так или иначе влияет на траекторию развития продолжительности жизни. А потому не существует никакого отдельного «гена старения»: замедление старения достигается в природе различными (хотя и часто прерывающимися) способами.
Демографические данные и все больший объем исследований биомаркеров старения человека показывают, что человек очень похож на пренебрежимо стареющих животных. Представители нашего вида способны эффективно контролировать признаки старения на протяжении десятилетий, а резкий переход к связанному с потерей здоровья развитию старческих болезней происходит не сразу после рождения или даже взросления, а все позже, в конце жизни человека. До сих пор увеличение продолжительности жизни человека происходило естественным путем в результате эволюции. Мы живем в момент внедрения в медицинскую практику технологий редактирования генома человека, а значит, уже вскоре продолжительность жизни без болезней начнет увеличиваться в результате прямого человеческого вмешательства.
Мы ищем связь возрастных изменений с рисками болезней и выявляем факторы, которые могут сделать человека более устойчивым к разрушительным внутренним повреждениям или факторам среды. Наша цель – создать технологические решения, способные остановить старение человека, то есть сделать человека пренебрежимо стареющим. Если эта программа будет осуществлена, следующее поколение получит в расчете на всех своих представителей еще триллион лет жизни.
На сегодняшний день нам в Gero, а также нашим коллегам в сфере биотехнологии долголетия, удалось разработать методы количественного измерения старения и приступить к созданию и испытаниям принципиально нового класса медицинских препаратов, способных не только замедлить, но и (пускай пока только в экспериментах на животных) обратить вспять возрастные изменения.
Понимаю, что все, кто вырос с установками «старость неизбежна», обещания жизни без старения воспринимают как заголовки таблоидов. Еще в 2019 году были получены доказательства, что некоторые из давно применяемых и совсем недавно прошедших клинические исследования лекарств способны продлить жизнь человеку, предотвращая или замедляя течение сразу нескольких возрастзависимых заболеваний. Пускай эффект пока невелик – всего несколько лет, но на наших глазах перспективные технологии продления человеческой жизни, разработанные в лабораториях, апробируются в клиниках. Лабораторные животные уже получили возможность жить в несколько раз дольше, чем в дикой природе. Не будет преувеличением предположить, что в ближайшее время в арсенале врачей должны появиться принципиально новые препараты и технологии, способные продлить жизнь человека как минимум на десятилетие. И это не предел!
Демографический переход – это не просто нарастающий темп изменений вокруг нас. Жизнь до и после точки фазового превращения будет различаться невероятно. Очень непросто представить, какие именно изменения из тех, которые мы можем увидеть уже сейчас, окажутся ростками новой жизни. Если такие и есть, то их надо искать среди экспоненциально развивающихся, а потому наиболее вероятно связанных с новым порядком технологий. Применительно к теме нашего рассказа, мы видим накопление огромного количества оцифрованных медицинских данных, расшифровку человеческого генома или внедрение технологий искусственного интеллекта для анализа и выявления связей между генетическими признаками и состоянием здоровья человека.
Важно понимать, что возникновение нового порядка не сводится лишь к развитию технологий в инженерном смысле этого слова. На наших глазах происходят важнейшие социальные перемены – пандемия COVID-19 заставляет обратить внимание на уязвимость все большего числа пожилых пациентов, происходит кризис и преобразование систем пенсионного обеспечения и здравоохранения, утверждение принципов доказательной медицины, ужесточение процедур испытаний и регистрации новых препаратов. На наших глазах развивается рынок капиталов и венчурного финансирования, способный финансировать самые амбициозные проекты – от создания в кратчайшие сроки вакцин или лекарств против того же COVID-19 до освоения Марса. Еще буквально 10 или 20 лет назад подобные начинания были доступны для реализации лишь силами самых богатых государств.
