December 9th, 2014

homuncul

The Body Electric: главный по биоэлектричеству

Давно хотел написать про уникальные эксперименты Майкла Левина из Университета Тафтса (Бостон, США). Он возится с лягушками (в основном, хотя и не только) и умеет вызывать у них рост лапы или глаза с помощью электричества. Далекая и главная цель его работы – открыть технологию регенерации человеческого тела. Тогда вместо замечательного протеза, инвалид мог бы отрастить настоящую руку. Больной – заменить отказывающий орган, слепой – получить здоровые глаза.

Уникальность в том, что Левин не использует стволовые клетки и не ковыряется в ДНК. Метод сводится к управлению клеточными каналами, пропускающими ток ионов через оболочку клеток. Иными словами, он меняет напряжение клеточных мембран в выбранном месте тела, и этого достаточно, чтобы запустить процесс регенерации.

Левин занимается биоэлектрическими опытами уже второй десяток лет. Они привели его к мысли (которая высказывалась и эмбриологами домолекулярных времен), что любой сложный организм поддерживает динамическую разметку собственного тела. Рост органов и структур полагается на эту разметку, а при ее возмущении возникает уродство либо опухоль. Левин считает, что разметка (или координатная сеть) заключена в электрических состояниях клеток – аналогично памяти мозга, хранимой в электрической динамике нейронов.

Такая гипотеза ведет к интересной картине: ткани используют принципы обработки и хранения информации, близкие к тем, что использует мозг. Предельно упрощая, тканевая структура или орган – это тоже примитивный своего рода мозг. Они помнят свою форму, производят вычисления и принимают решения о росте (и о прекращении роста, что не менее важно). За таким представлением стоит богатая история эмбриологии, с забытыми опытами начала и середины прошлого века, опытами Беккера и многих других. Взглядами Дриша, Д’Арси Томпсона, Гурвича, Полани и др.

Много лет Левин идет не в ногу с мейнстримом, но практические результаты у него, как минимум, не хуже. Особенно учитывая, что стволовиков и генетиков много, а он один. Его история, как он к этому пришел, будучи изначально специалистом в computer science, сама по себе поучительна. Только незаурядный человек потянул бы это направление в реальности нынешней науки, и Левин – незаурядный. Подробнее про него и его эксперименты я написал в Русском Репортере, приглашаю почитать.

Здесь лишь проиллюстрирую фрагмент из текста:
С помощью специальных красителей он мог видеть, как по растущему организму прокатываются медленные волны — это клетки меняли напряжение своих мембран. Его сотрудники даже сняли на видео, как внутри икринки на бесформенном эмбрионе сперва появляется «электрическое лицо» головастика и лишь следом проявляются настоящие глаза, нос и рот.



Поразительная штука, если задуматься. Хочу верить, что Левин на верном пути. К слову, этот путь имеет прямое отношение к неожиданному повороту, который в скором времени охватит медицину. Но это тема, о которой нужно отдельно. Для дополнительного чтения короткие тексты самого Левина:

The wisdom of the body []
Cracking the bioelectric code: Probing endogenous ionic controls of pattern formation []
Рассказ про него в Русском Репортере [...]

Update. Про новые исследования Левина написал Nature: Bioelectric signals spark brain growth (2015)