Тканевое сознание: научные идеи о коллективном разуме клеток

Когда мы произносим слово «сознание», мы почти автоматически представляем мозг. Нейроны, нервные импульсы, ощущения, мысли, память, принятие решений.

Но современная биология постепенно подводит нас к гораздо более странному вопросу:

а начинается ли способность воспринимать информацию, запоминать, выбирать и стремиться к определённому результату именно с мозга?

Или некоторые элементы того, что впоследствии стало психикой, существовали задолго до появления нервной системы — на уровне отдельных клеток и клеточных сообществ?

Можно ввести рабочее понятие — тканевое сознание.

Под ним мы пока не будем понимать человеческое сознание с мыслями вроде «я существую» или «мне грустно». Речь о другом: о способности множества клеток объединяться в функциональное целое, обмениваться информацией, хранить состояние, реагировать на изменения и совместно двигаться к определённому биологическому результату.

И оказывается, вокруг этой идеи существует несколько серьёзных научных направлений.

1. Клетка — гораздо более сложное существо, чем нам кажется

Долгое время клетку было удобно представлять чем-то вроде маленького биохимического автомата.

Есть раздражитель — возникает реакция.

Появилось вещество — включился рецептор.

Изменились условия — запустилась определённая генетическая программа.

Однако исследования одноклеточных организмов показали значительно более сложную картину.

Одноклеточные организмы способны воспринимать окружающую среду, сравнивать различные сигналы, менять поведение в зависимости от предыдущего опыта и в некоторых случаях демонстрировать простейшие формы обучения.

Например, у слизевиков и инфузорий обнаружена габитуация — постепенное ослабление реакции на повторяющийся безопасный раздражитель. Это один из базовых видов обучения. Причём исследования показывают, что снижение реакции нельзя всегда объяснить простой усталостью клетки: при появлении другого значимого раздражителя организм снова способен нормально реагировать.

Получается удивительная вещь:

для простейшей формы обучения мозг в принципе не обязателен.

Есть даже экспериментальные данные о своеобразной «памяти» у слизевика Physarum polycephalum. После привыкания к неприятному веществу приобретённое состояние могло сохраняться даже после периода покоя. Более того, при слиянии обученного и необученного слизевиков часть приобретённой реакции могла передаваться через смешивание цитоплазмы. Исследователи предложили понятие своеобразной «циркулирующей памяти».

Это ещё не сознание в человеческом смысле.

Но граница между «живым автоматом» и системой, способной использовать прошлый опыт, становится значительно интереснее.

2. От сознания клетки — к коллективному интеллекту клеток

Следующий вопрос ещё интереснее.

Что происходит, когда огромное количество относительно самостоятельных клеток соединяется вместе?

Именно этим много занимается биолог Майкл Левин из Tufts University.

Он предлагает рассматривать организм не только как машину, построенную из клеток, но и как многоуровневую систему коллективного интеллекта.

Молекулы объединяются в клетку.

Клетки — в ткань.

Ткани — в органы.

Органы — в организм.

И на каждом следующем уровне возникают задачи, которых отдельная единица решить не способна.

Левин использует для этого понятие basal cognition — базальная когниция. Один из центральных вопросов этого направления звучит примерно так:

каким образом множество компетентных маленьких агентов объединяется в одного более крупного агента, способного преследовать цели совершенно другого масштаба?

Это уже очень близко к тому, что можно назвать тканевым сознанием.

3. Клетка знает о себе. Но ткань как будто «знает» больше

Представим повреждение ткани.

Отдельная клетка непосредственно контактирует лишь с относительно небольшим окружением. У неё нет маленького мозга, в котором нарисована схема всего организма.

Тем не менее клетки совместно способны восстанавливать достаточно сложные структуры.

Особенно хорошо это видно у животных с мощной регенерацией.

И здесь возникает загадка.

Чтобы восстановить структуру, недостаточно просто заставить клетки делиться.

Нужно решить:

где делиться?

сколько делиться?

во что превращаться?

какая форма должна получиться?

И, что особенно важно:

когда остановиться?

Поэтому Левин предлагает рассматривать морфогенез — построение формы тела — как своеобразное решение задачи клеточным коллективом.

Клетки словно движутся не в обычном пространстве, а в пространстве возможных форм.

У системы есть текущее состояние и есть определённый диапазон состояний, к которому она стремится вернуться после нарушения.

В статье 2024 года Майкл Левин и Патрик Макмиллен предлагают рассматривать коллективный интеллект как принцип, действующий на разных уровнях биологии — от молекулярных сетей и клеток до тканей, организмов и групп организмов. Каждый уровень способен решать собственный класс задач.

Это очень сильная идея:

возможно, интеллект существует не только в мозге. Возможно, мозг является одной из наиболее развитых форм гораздо более древнего биологического принципа коллективного решения задач.

4. Биоэлектричество как язык клеточного сообщества

Но каким образом миллиарды клеток вообще договариваются друг с другом?

Один из ответов — биоэлектричество.

Мы привыкли связывать электрические сигналы прежде всего с нервной системой. Но электрические свойства существовали у клеток задолго до появления нейронов.

Клеточные мембраны имеют электрический потенциал. Ионные каналы регулируют движение заряженных частиц. Через межклеточные контакты клетки могут электрически взаимодействовать друг с другом.

Левин предлагает чрезвычайно интересную гипотезу: именно древние биоэлектрические механизмы позволили эволюции объединять множество отдельных клеток в более крупные системы управления.

То есть сначала электрическая коммуникация могла помогать клеткам совместно строить тело.

А гораздо позже эволюция использовала похожий принцип для создания нервной системы и мозга.

Получается красивая эволюционная линия:

клеточная регуляция ? биоэлектрические сети тканей ? нервные сети ? мозг ? сложное сознание.

Мозг тогда оказывается не совершенно новым изобретением природы, а чрезвычайно сложным развитием механизмов коммуникации, существовавших у клеточной жизни намного раньше.

5. Где заканчивается «я»?

Здесь возникает ещё один вопрос.

Что вообще является биологическим субъектом?

Отдельная клетка?

Ткань?

Орган?

Нервная система?

Весь человек?

Левин вводит интересную идею когнитивной границы Self — границы «я».

У отдельной клетки существуют собственные задачи: поддерживать определённый уровень веществ, сохранять целостность мембраны, добывать энергию, избегать опасности.

Но после объединения клеток возникает система, способная поддерживать гораздо более крупную цель.

Отдельная клетка может контролировать микроскопический участок пространства.

Организм способен искать пищу за километры от себя.

Человек способен поставить цель на двадцать лет вперёд.

То есть по мере объединения отдельных агентов увеличивается масштаб целей, которые способен преследовать возникший коллективный субъект.

Это позволяет посмотреть на человеческое «Я» совершенно необычным образом.

Возможно, мы являемся не противоположностью клеточного сообщества.

Мы и есть клеточное сообщество, которое в процессе эволюции научилось переживать себя как единое существо.

6. Тогда что такое тканевое сознание?

Можно предложить такую рабочую модель.

Тканевое сознание — это возникающий на уровне сообщества клеток интегрированный процесс восприятия информации, коммуникации, сохранения состояния и коллективного регулирования поведения ради поддержания или достижения определённого состояния ткани или организма.

Слово «сознание» здесь требует осторожности.

Научно корректнее пока говорить:

тканевая когниция, коллективный интеллект клеток, базальная когниция, клеточная агентность, многоуровневая компетентность.

Потому что способность системы решать задачи ещё не доказывает наличия у неё субъективного переживания.

Печень может прекрасно регулировать своё состояние.

Но мы не знаем, существует ли что-нибудь, что можно назвать «ощущением себя печенью».

Это уже философский и экспериментальный рубеж современной науки.

7. Радикальная гипотеза: сознательной может быть уже сама клетка

Некоторые исследователи идут значительно дальше Левина.

Артур Ребер, Франтишек Балушка и их коллеги развивают концепцию Cellular Basis of Consciousness — клеточной основы сознания.

В наиболее сильной версии этой гипотезы способность к элементарной чувствительности и субъективности появилась не вместе с мозгом.

Она появилась вместе с первыми клетками.

Авторы обращают внимание на то, что клетка должна непрерывно различать внутреннее и внешнее, определять благоприятное и опасное, интегрировать множество сигналов и выбирать между вариантами поведения. Они обсуждают внутриклеточные структуры и молекулярные сети как возможную основу такой элементарной когнитивности.

Это интересная, но спорная гипотеза.

На сегодняшний день наука не установила, что отдельная клетка обладает субъективным сознанием.

Однако сама постановка такого вопроса уже перестала быть исключительно мистической или философской.

Она обсуждается в рецензируемой научной литературе.

8. А что тогда с органами?

И здесь можно сделать следующий шаг — пока уже скорее теоретический.

Если отдельные клетки способны обрабатывать информацию, а клеточные коллективы способны объединять свои действия, можно представить несколько вложенных уровней:

клетка ? ткань ? орган ? система органов ? организм.

Тогда у печени существует определённое информационное пространство печени.

У иммунной системы — своё.

У нервной системы — своё.

У соединительной ткани — своё.

И все эти системы непрерывно взаимодействуют.

Конечно, научно некорректно утверждать, что «печень думает».

Но вполне корректно сказать, что печень представляет собой гигантскую самоорганизующуюся клеточную систему, клетки которой постоянно получают информацию, обмениваются сигналами и коллективно поддерживают состояние органа.

В 2025 году Левин уже прямо пишет о памяти и целенаправленном гомеодинамическом поведении клеток и тканей, рассматривая коллективный интеллект как потенциально полезную модель для медицины и регенеративной биологии.

9. Сперматозоиды дают ещё один интересный пример

Представление о миллионах совершенно независимых сперматозоидов, каждый из которых просто участвует в гонке к яйцеклетке, тоже является упрощением.

Сперматозоиды реагируют на химические и физические параметры среды, меняют характер движения и взаимодействуют с окружающей репродуктивной системой.

Поэтому здесь возникает чрезвычайно интересный вопрос:

где находится единица поведения?

В одном сперматозоиде?

В популяции сперматозоидов?

В репродуктивной системе женщины?

Или в динамической системе «сперматозоиды — женский организм — яйцеклетка»?

С позиции многоуровневой биологии последний вариант оказывается особенно интересным.

То, что мы называем поведением, может принадлежать не отдельному объекту, а взаимодействующей системе объектов.

10. Возможно, нервная система не создала этот принцип — она его присвоила

И вот здесь разные исследования складываются в одну большую картину.

Клетки воспринимали окружающую среду задолго до появления нервов.

Клетки принимали решения задолго до появления мозга.

Клетки обменивались электрическими сигналами задолго до нейронов.

Клетки поддерживали внутреннее состояние.

А некоторые одноклеточные организмы способны демонстрировать обучение и память без единственного нейрона. Современные работы даже моделируют, каким образом простые внутриклеточные биохимические сети могут обеспечивать габитуацию без нервной системы.

Возможно, нервная система не изобрела информационную обработку с нуля.

Она радикально увеличила масштаб древней способности живого воспринимать, интегрировать информацию, запоминать и действовать.

Тогда между клеткой и человеческим сознанием находится не пропасть, а огромное количество промежуточных ступеней.

11. И тогда тело выглядит совсем иначе

Мы привыкли говорить:

«У меня есть тело».

Но биология коллективного интеллекта предлагает другую перспективу:

«Я возникаю из деятельности тела».

Мы состоим примерно из десятков триллионов клеток, которые непрерывно поддерживают границу между нами и окружающим миром.

Ни одна из них отдельно не является человеком.

Ни одна клетка мозга отдельно не знает нашего имени.

Ни одна клетка печени не знает истории нашей жизни.

И всё-таки их согласованная деятельность каким-то образом создаёт единый организм, который утром открывает глаза и совершенно естественно говорит:

«Я».

Возможно, одна из самых интересных загадок сознания заключается именно здесь.

Не только в том, как мозг производит сознание, но и в более древнем вопросе:

как множество живых единиц вообще научилось становиться одним целым?

Именно на этой границе сегодня встречаются исследования базальной когниции, морфогенеза, биоэлектричества, клеточной памяти и коллективного интеллекта.

Пока мы не можем научно утверждать, что печень чувствует, ткань обладает субъективным опытом или клетки человеческого организма составляют множество маленьких сознаний.

Но мы уже можем утверждать значительно больше, чем могли ещё недавно:

клетка — не просто строительный кирпич.

Она воспринимает информацию и регулирует своё поведение.

Ткань — не просто куча клеток.

Это взаимодействующая система, в которой поведение отдельных клеток подчиняется задачам большего масштаба.

Организм — не просто машина из органов.

Это многоуровневая система коллективной регуляции, в которой множество относительно автономных живых единиц каким-то образом образуют единое действующее целое.

И, возможно, то, что мы условно называем тканевым сознанием, находится именно здесь — между сознанием как строгим философским понятием и уже вполне реальной биологической способностью живых клеток объединяться, помнить, координироваться и совместно решать задачи.

Это ещё не доказательство того, что ткани думают.

Но это серьёзное основание перестать считать их пассивной материей.

Телеграм: t.me/ainewsline

Источник: vk.com

Комментарии: