Эксперимент, который поменял вопрос
Планарии регенерируют: разрежьте червя пополам, и каждая половина отрастит недостающее. Это известно с XIX века.
Лаборатория Левина меняла узор мембранного напряжения в регенерирующих фрагментах с помощью препаратов, действующих на ионные каналы. Фрагменты отращивали вторую голову на месте хвоста. Удивительное случилось дальше. Когда двухголовых червей снова разрезали, уже без всякого воздействия, куски опять отращивали две головы, несколько циклов подряд, с геномом, идентичным обычным червям (Durant et al., Biophysical Journal, 2017).
Если ДНК не изменилась и каждая ткань отстроена заново, инструкция «строй две головы» хранится где-то ещё. Кандидат — сам биоэлектрический узор: устойчивое распределение напряжений по сети связанных клеток.
Глаза на хвосте, лицо в напряжении
У эмбрионов лягушки (Xenopus) Пай с коллегами задали определённое состояние напряжения клеткам далеко от головы и вызвали там образование глаз, в том числе на хвосте и кишке (Development 139, 313, 2012). Ещё раньше лаборатория сняла «предузор» лица в напряжении, который появляется на эмбрионе до того, как сформируется анатомия лица.
Карта напряжений ведёт себя как набор инструкций, или как цель, к которой стремится ткань.
Ксеноботы и антроботы
В 2020 году Кригман, Блэкистон, Левин и Бонгард описали ксеноботов (PNAS 117, 1853): скопления клеток кожи и сердца лягушки, собранные по проекту алгоритма, которые двигаются, сгребают частицы и заживляют повреждения. Их геном не редактировали. Позже лаборатория собрала антроботов из клеток дыхательных путей взрослого человека: они ползают и в чашке Петри помогают нейронам прорасти через царапину.
Для теории важно одно: клетки, чья программа развития заканчивается кожей, способны скоординироваться в новые работающие формы тела, которых не кодировал ни один геном.
Подход Левина: познание как континуум
Левин интерпретирует эти результаты через цели и память на многих масштабах. В его подходе TAME (Technological Approach to Mind Everywhere, 2022) коллектив клеток считается агентом в той мере, в какой он добивается целевого состояния вопреки помехам. Его «когнитивный световой конус» — размер целей, которых он способен добиваться.
Это рабочий словарь с экспериментальной отдачей, поэтому он быстро распространился. О субъективном переживании он ничего не утверждает.
Почему это важно для «Нейронной космологии»
Исследовательская программа на этом сайте предполагает, что память и форма могут жить в общей адресуемой структуре, из которой читают локальные элементы. Программа называет эту схему Pointer Architecture. Результаты Левина — самый ясный биологический пример такой схемы: клетки ведут себя как клиенты, читающие хранимую цель, а цель переживает замену самих клеток.
Отсюда следует предсказание, которое методы Левина могут проверить: биоэлектрический узор должен переноситься между организмами без переноса генетического материала. Наложите карту напряжений двухголовой планарии на обычную, и при следующей регенерации она начнёт строить две головы. Если в хороших условиях это не сработает, эта опора программы падает. Полное рассуждение — в эссе Голограмма Левина.
Чего пока никто не знает
- Как узор напряжения кодирует конкретную анатомию и с каким разрешением.
- Хранится ли узор локально в ткани или зависит от дальней координации.
- Где кончается обработка информации в коллективах клеток и где начиналось бы что-то похожее на переживание. Способа это измерить пока нет.
Итог
Левин показал, что биоэлектрические сети хранят и исполняют часть плана тела независимо от изменений ДНК. Это делает биологию одним из лучших мест для проверки идей о распределённой памяти, включая идеи этой программы.