Коэволюция сознания и операционных систем

Многое из того, что изложено в этой работе перекликается с другой моей работой: «Окна счастья». Но та книга и написана раньше, хоть и подходы к ней сформулированы мною были позже, в ней гораздо больше рассуждений на тему религии, а не судеб человечества в свете эволюции форм движения материи. С «Окнами счастья» у «Коэволюции…» много общих тем. Но если Коэволюция – книга написанная в основном языком секуляриста, то «Окна счастья» – написана языком человека верующего. Это две стороны одной медали, медали одного сплава, но разного, непротиворечивого тистения с разных сторон. Лицевая сторона знаменует собой явное, претендующее на очевидность, а оборотная сторона отсылает к фантастическим догадкам, которые на лице изобразить нельзя, а помыслить можно только задним умом.

Итак. В конце 80-х годов я, будучи школьником старших классов, интересовался формами движения материи, их эволюцией. Мне тогда было известно несколько основных форм движения материи: физическая, химическая, биологическая и разумная. От моего папы, профессора биологии, мне было известно, что формы движения материи эволюционируют. По моим представлениям наиболее простые формы – физические, за ними следуют химические, затем биологические, а потом и разумная форма движения материи. По моим представлениям тогда, эти формы отличали друг от друга качественные скачки, такие примерно, как при ароморфозе у живых организмов. Мне вдруг стало ясно тогда, что механизм таких скачков должен быть одинаков для

всех форм движения материи. Я тогда увлекался химией, биологией. Жизнь считал продолжением химии, в физике мне особенно нравился раздел термодинамики, помимо школьного курса, помню, читал популярную книгу по термодинамике Пауля Эткинса «Порядок и беспорядок в природе», знаком был с понятием энтропии, знал об антиэнтропийных свойствах жизни. Читал книгу академика Опарина о происхождении жизни из коацерватных капель. В помощь были журналы «Наука и Жизнь», «Техника молодёжи», «Химия и жизнь» в которых также тема зарождения жизни поднималась. Настольной книгой была «Вселенная, Жизнь, Разум» Иосифа Самуиловича Шкловского в трёх изданиях, где многое было посвящено представлениям о жизни, разуме и их космической роли. Труды Владимира Ивановича Вернадского не обходил стороной и кое- что читал тоже. Восхитила меня книга Эрвина Шредингера «Что такое жизнь с точки зрения физика». Идея моего отца о том, что «жизнь – это иерархия ферментных систем», легла на подготовленную почву. Уроки биологии, которые вёл замечательный молодой учитель Дмитрий Вадимович Дубиковский тоже будоражили ум, новизна, с которой он подходил к преподаванию, разбор альтернативных теорий эволюционного процесса, зарождения жизни. Запомнил одну его фразу: «в результате эволюции в мире умножается любовь». В общем всё это, что сейчас вспоминаю, а может что-то ещё, чего не упомнил, родило во мне определение жизни. МОЁ. С этого всё и началось, и эти мысли, которые я так и не развил, то оставлял, то возвращался к ним вновь являются для меня до сих пор для меня главными, хоть я и не выражал их для широкой публики. Они были как моё сокровенное дитя, которое не взрослело и не дряхлело, а сегодня для меня остаётся актуальным. В общем, частности, конечно, должны были нанизать мясо на шампура моих мыслей, но требовали значительных ресурсов и временных и образовательных. А задачи передо мной стояли тогда вполне утилитарные – окончание школы, поступление в ВУЗ, получение высшего образования, профессия врача. И это, конечно, отвлекло меня от моих школьных открытий, отвлекло, но не предало их забвению.

«Жизнь есть система упорядоченных химических реакций» – такое определение я дал жизни, будучи учеником старших классов школы. Потом я немного его уточнил: «Жизнь есть система упорядоченных во времени и пространстве химических реакций». Обозначая этим не только направленность химических процессов в биологической среде, но все эти органеллы, мембраны, компартменты, митозы, мейозы и прочее, прочее, что и обеспечивалось этой упорядоченностью. Это означало, на мой взгляд, что система это открытая, упорядоченность её такова, что система самоподдерживающаяся. Почему именно химических реакций, да потому, что жизнь, по моим представлениям, произошла из химических реакций. И вот эта формула упорядоченности химических процессов навела меня на мысль о том, что же любая последующая форма движения материи представляет по отношению к предыдущей. Это упорядочивание нового качества вещества, которое появилось. Химические реакции сделали возможным существование молекул, многократно увеличили количество сочетаний элементарных частиц и атомов, уменьшило энергозатратность этих процессов. Если количество химических элементов, рождаемых физической формой движения материи исчисляется десятками, то количество химических соединений даже косной материи – сотнями и тысячами, не говоря уже об органической химии биологической и техногенной. И вот этот ароморфоз – когда в реакцию вступает не весь атом, а электронные облака и родил химическую реакцию в подходящих условиях, на подходящем этапе расширения Вселенной. Упорядочивание во времени и пространстве физических процессов. Как для жизни ключевой является химия углерода, так для химии ключевым стало появление атомов с электронными облаками, это и есть тот новый порядок физических взаимодействий, родивших химические реакции. Из огромного числа элементарных частиц и их объединений именно атомы стали углеродом для химии. Зажгли огонь химических реакций. Я уже тогда находил слабые места в своих определениях, но они мне нравились, к тому же объясняли мне лично эволюцию материи от физических форм до биологических, а в перспективе и до разумных и сверхразумных форм. Потом я пустился в частности. Раздумывал о физических реакциях, думал о вирусах – живые они или нет. Решил, всё же, что жизнь их факультативна, они дуалистичны по своей природе, их нельзя рассматривать вне связи с клеткой, вне которой, как известно, жизни нет. Мы для удобства рассматриваем их, с чисто практических больше соображений, как живые. Но по факту вне клеток они не живут. Это геномы вне клеток, в подходящих условиях модифицирующие геномы клеток бактериальных или многоклеточных организмов и конкурирующие с ними за клеточную организацию. А цель этой конкуренции – выигрыш в вертикальном забеге по передаче генетической информации. Вирус – паразитический геном, он не живой, как не жив любой геном вне клетки. Так получилось эволюционно, что часть геномов научилась сохраняться вне клетки. Это дегенеративный путь жизни и, наверное, первая дегенерация, которая случилась в живом мире. И вирусы не дали, конечно, того многообразия, что мы увидели впоследствии у многоклеточных организмов. Но они живы и поныне! Живее живых и победители живых, если вспомнить хотя бы последнюю пандемию коронавирусной инфекции. Они не аутсайдеры, эти спутники живого, их стратегии весьма успешны и они неистребимы, пока жива жизнь.

Ясно, что для жизни, для этой химической фабрики нужен компартмент – коацерватная капля ли, бактерия ли, синезелёная водоросль или ещё какой простейший организм. И упорядоченность на этой химической фабрике такова, что химические процессы в ней поддерживаются сами, а энтропия стремиться к нулю или минимальна. Порядок химических превращений на фармацевтической фабрике тоже довольно велик, но это не делает её живой – химические процессы там не могут сами себя поддерживать и без участия технологии, порождённой разумом, не в состоянии жить и воспроизводиться, как только технологический процесс остановился, всё превратится в косный хаотический процесс с неуклонным нарастанием энтропии.

Потом, понятно, занимал меня вопрос как от бактерий и синезеленых водорослей произошли эукариоты, и что это, эукариотическая клетка – простейший двуклеточный организм с двумя разными геномами, первая химера? Первый паразит – симбионт и почему у такого типа клеток появился потенциал для возникновения в последующем многоклеточных организмов? И что это такое, многоклеточные организмы? С чего начинать? Со жгутикового вольвокса? С губок? С пресноводного полипа гидра? С червей? Ясно, что были промежуточные формы, часть из которых нам известна и поныне. И не факт, что эти ныне живущие «промежуточные формы» существовали тогда как переходные, как этапы на пути ароморфозов. Может это вновь возникшие в недавнем прошлом клеточные ассоциации. Для меня было ясно, что многоклеточность появляется с дифференцировки клеток в первую очередь, с этого момента начинается простейший многоклеточный организм, а потом уже интеграция только нарастает, появляются ткани, органы, функциональные системы органов и тканей. В отличие от Шкловского Иосифа Самуиловича, я считал, что появление разумной жизни закономерно столь же, сколь закономерно было появление химических

реакций и биологической жизни. Но что такое разум по отношению к жизни? Ключевым моментом, на мой взгляд, являлось то, что появился разум в многоклеточном организме. Воспроизводство химических компартментов – это первое свойство, которое она получила свыше химических превращений. Второе свойство – это дифференцировка компартментов, их объединение в ткани, органы, организмы при непрекращающейся всюдности, теперь уже биохимических процессов, в любых этих, уже биологических процессах. Жизнь как упорядоченная система химических реакций родила самовоспроизводство, дифференцировку и объединение биохимических систем, которые уже нельзя было свести только лишь к химическим процессам, хотя все эти свойства жизни оказались неотделимы от упорядоченных химических реакций. Количество разнообразных материальных форм, которые возникли благодаря системам упорядоченных химических реакций колоссально, количество новых органических химических соединений возросло колоссально, системы упорядоченных химических реакций преобразовали за время своего существования атмосферу, литосферу, гидросферу, обусловили дрейф материков и многое другое, дав пищу учёным, создавшим палеонтологию, палеогенетику, эволюционную биохимию, биогеохимию, эволюционную теорию и многие другие дисциплины. Без физики электрона в атомах химических элементов химические реакции невозможны, но молекулы и надмолекулярные образования несводимы уже к энергетическим состояниям электрона в атоме.

И следующее качество жизни, которое появилось именно в многоклеточном организме – это межклеточные взаимодействия. Гуморальные, электрические, носящие характер сигналов. Появление специальных участков, восприимчивых к воздействию сигналов – рецепторов, каналов, а потом и синапсов. Нервная ткань, неделящаяся у многих высших организмов, или почти неделящаяся, весь свой ресурс тратит на межклеточные взаимодействия – электрические и химические. Где нет митоза на первый план выходит электрогенез.

Много позже, в соавторстве с профессором Селедцовым Александром Михайловичем, я написал статью для студенческого сборника: «Ионы кальция, церебральные пароксизмы, эпилептогенез, митоз и апоптоз». Мы считали тогда, что кальций-кальмодулиновый комплекс и монооксид азота являются одними из наиболее древних внутриклеточных мессенджеров. Регуляция ионизированным кальцием апоптоза – одна из его важнейших функций в нервной системе. Некоторые эффекты воздействия ионов кальция на нервную ткань организованы во времени пароксизмально – это относится прежде всего к патологическим феноменам (эпилептические пароксизмы, актуализация патологического влечения к алкоголю). Несмотря на существующую антикальциевую защиту клетки, у позвоночных, которые имеют кальциевый скелет, возникает большое количество патологических процессов, в происхождении которых важное значение имеет гиперкальцигистия – повышенное содержание ионов кальция внутри клетки. Они организованы во времени как пароксизмально (эпилептические приступы, актуализация влечения к алкоголю, некоторые сердечные аритмии) так и непароксизмально (аффективные расстройства, артериальные гипертензии). Мы полагали, что пароксизмы при гиперкальцигистии представляют собой процесс избавления клетки (нейрона) от эксайтотоксичности, ведущей к апоптозу. Наиболее ярко это видно на примере моторных эпилептических приступов. В этих случаях химическая энергия эксайтотоксичности трансформируется в механическую. Лёгкость такой трансформации обусловлена общностью онто- и филогенеза нервной и локомоторной систем – в частности, трансформатором химической энергии в электрическую в нейроне служит кальций-кальмодулиновый комплекс, а электрической в механическую в скелетной мускулатуре – кальций-тропониновый комплекс. И в том и в другом случае ведущую роль в трансформации энергии играют ионы кальция и близкие по строению белки – кальмодулин и тропонин. Иногда эпилептический механизм лишь отчасти препятствует апоптозу – часть нейронов гибнет, что клинически может проявиться в виде паралича Тодда, известного клинического феномена. Таким образом эпилептогенез и апоптоз мы рассматривали как альтернативные процессы для нейронов, подвергшихся кальциевой эксайтотоксичности. Это роднит эпилептогенез с митозом, который также рассматривается как альтернатива апоптоза. Нейроны эпилептического очага (как и любые другие нейроны) неспособны к митотическому делению, поэтому, подвергшись кальциевой (или любой другой – например глутаматной) эксайтотоксичности, избавляются от неё “навязывая” аномальную электрическую активность всей мозговой ткани. В этом смысле нейроны эпилептического очага ведут себя подобно раковому узлу, “навязывающему” себя организму иначе – через аномальное клеточное деление. Эпилептогенный очаг как и опухолевый узел обладает известной автономией, клетки и того и другого аномальны – в случае опухоли мы имеем дело с тканевым и клеточным атипизмом, в случае эпилептического очага часто наблюдаются нейрональные микродистопии. Следовательно, в их энергетической организации есть много общего. Возможно, таким организационным сходством объясняется феномен “зеркальных” очагов при эпилепсии – своего рода “энергетических метастазов”.

По нашему мнению, которое мы высказали в той статье, в более общем плане для клетки в многоклеточном организме существует три почти взаимоисключающих варианта судьбы – это митоз, электрогенез и сокращение. Поэтому основная масса миоцитов неспособна к делению, то же касается и нейронов. Делящиеся клетки неспособны к мышечному сокращению и электрогенезу в той степени, в какой это свойственно кардиомиоцитам, нейронам и многоядерным клеткам поперечно-полосатой мускулатуры. Клетки экзо- и эндокринных желёз напротив интенсивно делятся. Возможно это связано с тем, что они постоянно расходуют пластический, а не энергетический (как в случае элеектрогенеза и мышечного сокращения) материал. Таким образом, секреция не является альтернативной митозу – наоборот, она скорее способствует ему. Видимо только процессы расходующие энергетический материал (электрогенез и мышечное сокращение) альтернативны митозу. Дальше мы рассуждали о патогенетической терапии эпилептических приступов и патологического влечения к алкоголю и веществах, а также фармакологичесих препаратах, которые могли бы способствовать успешному лечению.

Самое важное в этих рассуждениях применительно к нашей теме состоит в том, что появление электрических токов в мозгу как следствие появления «химических батареек» возможно именно потому, что нейроны утрачивают важные свойства, которые появляются у живых компартментов – способность к размножению, но именно благодаря этому все их ресурсы тратятся на многократное усложнение межклеточных взаимодействий со всеми их синапсами, дендритами, аксонами, нейромедиаторами и электрическими токами, ради которых все эти синапсы, дендриты, аксоны и существуют.

И вот появляется разум – психический организм. Или психический орган. Внешний к телу, внешний к мозгу, неотделимый от него, несводимый к нему. Психика, по выражению моего папы, Вячеслава Романовича, профессора биологии – экстракорпоральный орган по отношению к телу.

Я сразу хочу оговориться, что буду употреблять эти понятия почти как синонимы, иногда нажимая на какой-нибудь смысловой оттенок в них. Сознание понимаю прежде всего как философскую категорию, как форму отражения, а не утилитарный термин означающий уровень бодрствования в неврологии и психиатрии. Ну и не только философскую категорию, но и нашу самость, то, что делает нас индивидами, разумными индивидами, осознающими себя разумными индивидами, обладающими рефлексией, эмпатией, личностью. Разум – техническая составляющая сознания, это анатомия сознания, его внешность, его физиология и патологическая физиология, по тому что, увы, описание жизни и сознания без категорий болезней и патологий немыслимо. А психический организм включает в себя эти две стороны медали. Это такое живое существо из сферы мысли, которое способно к самоподдрежанию в известных границах, с учётом сохранности биологического субстрата в котором он существует.