На рубеже января и февраля 2022 года одной из популярных новостей из мира науки стали эксперименты КНР по выращиванию эмбрионов в искусственных утробах при поддержке кибер-няни. Они в очередной раз привлекли внимание к уже довольно-таки старой идее: можно ли выращивать эмбрионы животных и людей в искусственно созданном техническом устройстве вместо материнского организма?
Новость пришла из South China Morning Post, наиболее известного англоязычного СМИ из Гонконга, с 2016-го года являющегося частью Alibaba Group и активно пишущего о происходящем в КНР. Исходная статья от 31 января 2022 года находится под пейволлом, но её содержимое уже на следующий день было пересказано множеством мировых медиа, от околонаучных откровенно жёлтых.
Начнём с того, что такое искусственная утроба? Это ёмкость со специальной жидкостью, в которой поддерживается жизнь и развитие зародыша млекопитающего с помощью поступления необходимых питательных веществ и гормонов, а также и поддержания требуемых условий среды. Неким аналогом в массовой культуре можно назвать те самые ячейки из «Матрицы», где под наблюдением дронов проводили всю жизнь подключённые к симуляции люди. Только в случае искусственной утробы примерно так должен расти плод от стадии эмбриона до «появления на свет».
Эксперименты по выращиванию зародышей в искусственных утробах с переменным успехом идут уже не один год в разных странах мира: США, Японии, Израиле, Нидерландах. Собственно, идее уже почти сто лет: ещё в вышедшем в 1932 году «Дивном новом мире» Олдоса Хаксли детей будущего массово вынашивали в специальных инкубаториях. А первый вариант искусственной утробы запатентовали в США в 1955 году.
Скажем, для иллюстрации к новостям об экспериментах в Сучжоу часто используют фотографии экспериментальной искусственной утробы для ягнят из детской клиники в Филадельфии. Тогда как в биомедицинском институте Сучжоу, как и в большинстве работающих по этой теме научных центров, экспериментируют с лабораторными мышами.
Впрочем, до полноценного выращивания в искусственных утробах живых существ – не говоря о людях — всем пока далеко. Самые успешные эксперименты пока что сводятся к поддержанию жизни и развития зародыша или плода в течение некоторого времени. Даже самый удачный пока что эксперимент 2021 года с мышами в институте Вейцмана в Израиле не позволил довести их развитие от эмбриона до финальной стадии — хотя, по словам исследователей, вопрос должен быть решён в течение ближайших нескольких лет. Ну а ягнята в детской клинике в Филадельфии помещались в искусственную утробу после четырёх месяцев развития «классическим способом».
Действительной инновацией Института биомедицинской инженерии и технологий в Сучжоу при Академии наук Китая стала не собственно искусственная матка, а обеспечивающая работу целой группы таких маток электронная система мониторинга и контроля, прозванная «robot nanny», «роботом-няней».
В китайском научном журнале 生物医学工程学杂志 (Journal of Biomedical Engineering) статья «Разработка и эксперименты с системой онлайн-мониторинга для длительного культивирования эмбрионов» коллектива авторов из биомедицинского института Сучжоу вышла ещё в конце ноября 2021 года , с декабря её английский перевод можно заказать на ResearchGate .
Как гласит переведённая на английский аннотация к статье , речь идёт прежде всего о системе точного оптического мониторинга долгосрочного развития эмбриона in vitro (то есть, вне живого организма) на ранних стадиях развития, когда для наблюдения за ним требуется оптика кратности 4, 10 и 20. ИИ в аннотации не упомянут вовсе: речь идёт прежде всего об оптико-механической системе продвинутого мониторинга состояния эмбрионов, которая передаёт данные для дальнейшей обработки и коррекции работы искусственной утробы.
На иллюстрации из статьи, собственно, и показан этот оптический модуль над блоком контейнеров с эмбрионами.
Спикером, на которого ссылается большинство публикаций, включая исходную в South China Morning Post, стал соавтор статьи, профессор Сунь Хайсюань (孙海旋) из Института биомедицинской инженерии и технологий в Сучжоу — являющегося главным центром R&D в области биомедицинских технологий при китайской академии наук. Его публикации в основном касаются проблем биохимических сенсоров и использования лазеров в биотехнологиях.
О чём именно рассказал профессор журналистам? Дабы не использовать испорченный телефон, я взял-таки пробную подписку на South China Morning Post и ознакомился с текстом.
Как оказалось, в нашумевшей статье речь действительно идёт уже не только о системе оптического мониторинга, но и о некоем ИИ. Некоторые статьи поспешили назвать разработку китайских учёных нейросетью — но в исходной публикации о нейросетях нет ни слова, лишь о системе искусственного интеллекта.
По словам профессора Суня, речь в первую очередь идёт всё же о прорыве в системе мониторинга развития эмбрионов. Ранее каждый из подопытных зародышей требовалось наблюдать «вручную», что требовало от сотрудников лабораторий больших затрат времени и сил, ограничивало количество подопытного материала, и не позволяло по-настоящему оперативно реагировать на изменения потребностей эмбрионов. Теперь оптомеханический модуль делает это автоматически, с целым блоком контейнеров с эмбрионами, в режиме 24/7 и надёжнее почти любого лаборанта.
ИИ же участвует в процессе тем, что получает данные с модуля наблюдения и других сенсоров, обрабатывает их, и в режиме реального времени корректирует состояние среды и подачу веществ на каждую конкретную искусственную утробу. Попутно он динамично ранжирует зародыши по социальному рейтингу «качеству» и жизнеспособности, и оповещает персонал лаборатории о том, что с тем или иным зародышем мыши что-то идёт не так.
Уже в самой статье South China Morning Post (я, грешным делом, думал поначалу, что это уже спекуляции иностранной прессы) искусственное выращивание зародышей под контролем ИИ увязали с демографическими проблемами КНР.
Напомню, что стереотип о «стремительно размножающихся» китайцах уже давно не соответствует действительности. Он был близок к правде на пике демографического взрыва в 60-е и 70-е, во времена Мао Цзэдуна и хунвейбинов — но рождаемость в КНР неуклонно падает с начала 90-х. Уже в ближайшие несколько лет и без того упавший до уровня статпогрешности рост численности населения Китая неизбежно сменится депопуляцией. В связи с этим власти КНР в 2016-м отменили политику «одного ребёнка», и ныне ищут способы хотя бы немного поднять рождаемость в уже массово урбанизированном и образованном обществе. Которое, как и везде на этом этапе, отнюдь не рвётся размножаться на уровне традиционного крестьянства.
В статье South China Morning Post некий пожелавший сохранить анонимность китайский учёный сетует, что международные законы запрещают работать с человеческими зародышами старше двух недель, тогда как их изучение и эксперименты на более поздних стадиях были бы очень интересны с научной точки зрения. В том числе с точки зрения коррекции врождённых проблем со здоровьем, а также — да, выращивания человеческих существ в искусственных утробах вместо женских организмов для повышения рождаемости.
По словам автора статьи, журналиста Стивена Чена, эта идея уже активно обсуждается не только в научных кругах КНР, но и в китайских соцсетях. Помимо биотехнологического института в Сучжоу, эксперименты идут и в других научных центрах КНР. К примеру, в институте зоологии в Пекине ещё в 2019 году эмбрион обезьяны сумели провести в искусственной утробе от оплодотворённой яйцеклетки до стадии формирования внутренних органов.
Собственно, эта идея бродит в умах далеко не только китайских учёных и граждан. После того, как Илон Маск в декабре 2021-го объявил о депопуляции как возможной причине краха цивилизации, идеи о перспективности искусственных утроб для поддержания рождаемости стали обсуждаться в западных медиа. В частности, именно об этом заявил Виталик Бутерин, знаменитый программист и один из создателей Ethereum. Он напомнил, что деторождение существенно снижает доходы женщин и предположил, что экстракорпоральное вынашивание детей в искусственных утробах хотя бы отчасти поможет преодолеть эту проблему.
Disparities in economic success between men and women are far larger once marriage+children enter the picture. Synthetic wombs would remove the high burden of pregnancy, significantly reducing the inequality.https://t.co/Zpin8tTlR6
vitalik.eth (@VitalikButerin) January 18, 2022
Консорциум университетов Эйндховена, Аахена и Милана с 2019 года работает над созданием искусственных утроб для экстракорпорального вынашивания детей младше 28 недель. И этот проект, и наработки китайских, израильских и американских учёных приближают момент, когда станет возможным полноценно вырастить человеческое существо от оплодотворённой яйцеклетки до полностью сформированного ребёнка вне женского организма. Впрочем, если выращивание таким образом мышей может оказаться возможным уже к концу 2020-х, сроки появления полноценных искусственных утроб для людей представляются гораздо более длительными, уровня десятков лет. Ну а массовое внедрение таких технологий весьма вероятно столкнётся с массой не только технических, но и этических проблем.
Увы, даже идеальные робо-утробы с тонко чувствующими ИИ не решает массы других проблем, касающихся детей в современном обществе. Беременность — дело непростое, но после неё обычно всё становится ещё сложнее. Впрочем, возможно, технологии уже в ближайшие десятилетия помогут и с этим — породив, скажем, многофункциональных и безопасных роботов-нянек в помощь родителям.
Что ж, будем надеяться.
