Между человеком и машиной

Мир Deus Ex построен не только на киберпанк-эстетике, но и на настоящей науке. В этом я убедился, когда разбирал нейроинтерфейсы из мира приквелов и говорил с научным консультантом игр, нейробиологом Уиллом Роселлини: большинство технологий там придумано на основе статей из рецензируемых журналов.

Но нейроинтерфейсы — только часть науки в играх. Во вселенной полно других изобретений: из медицины, робототехники, геоинженерии и не только. Десятилетие и 15 лет со дня выхода — хороший повод вернуться к теме и наконец разобрать то, что осталось за кадром прошлого текста.

Искусственные мышцы

Описание этой технологии встречается в заметке из Deus Ex: Human Revolution. В ней говорится, что сначала для имитации работы мышц использовались поршни, пневматика и электромоторы. Позднее эти технологии уступили место электроактивным полимерам — синтетическим материалам, способным менять форму под действием электрического сигнала.

Искусственные мышцы, созданные компанией , представляют собой трехслойный гелевый «сэндвич». Внешние слои состоят из «баки-геля» (bucky-gel) — полимерного композита из углеродных нанотрубок и ионной жидкости, а между ними находится ионный жидкий .

Электроактивные полимеры действительно используют для создания актуаторов — устройств, которые преобразуют электрическую энергию в механическое движение. В частности, такие актуаторы применяют в роботах, вдохновленных живыми организмами. 

Также описанная в игровой заметке конструкция похожа на реальные актуаторы из геля с ионной жидкостью и углеродными нанотрубками. Под действием напряжения ионы разных знаков перемещаются к своим электродам. Один слой расширяется, другой сжимается — и вся конструкция изгибается. Углеродные нанотрубки увеличивают площадь поверхности электродов, поэтому на них может накопиться больше ионов.

Подобные актуаторы стали активно исследоваться в середине нулевых, а Deus Ex: Human Revolution, где встречается описанная заметка, вышла в 2011 году. Так что велика вероятность, что Уилл Роселлини опирался на одну из статей, вышедших в этот период. 

Респироциты

В Deus Ex героям нередко приходится надолго задерживать дыхание — например, проплывая под водой или проходя через облако токсичного газа. Помогают им в этом аугментации, описанные в одной из заметок Deus Ex: Human Revolution. Главную роль в них играют респироциты — искусственные эритроциты-наномашины диаметром около микрометра. Они запасают кислород и углекислый газ под давлением до 1000 атмосфер и благодаря этому могут переносить в несколько сотен раз больше газов, чем обычные эритроциты. Респироциты сделаны из искусственных аналогов алмаза и получают энергию из глюкозы, циркулирующей в крови.

Понятие «респироцит» вполне научное. Его ввел американский инженер и нанотехнолог Роберт Фрайтас (Robert Freitas). В 1998 году он опубликовал статью, где описал медицинские наноустройства для транспорта кислорода и углекислого газа в крови — они устроены ровно так же, как респироциты из Deus Ex. По расчетам Фрайтаса, один такой наноробот способен переносить кислород в 236 раз эффективнее, чем обычный эритроцит. Респироцит захватывает молекулы кислорода с помощью молекулярных роторов, а регулировать его плотность можно, накапливая или сбрасывая воду.

Однако технология респироцитов так и не появилась в свет, хотя некоторые футурологи пророчили их появление к 2030 году. Все из-за общих ограничений наномашин: принципы механики, с оглядкой на которые Фрайтас строил свои респироциты, работают на атомном уровне иначе и тесно переплетаются с химией. 

Батончик вместо батарейки

Подпитка респироцитов энергией глюкозы отсылает к еще одной технологии, которая могла найти отражение в Deus Ex. В Human Revolution и The Fall герои восполняют запас энергии, необходимой для работы аугментаций, с помощью белково-углеводных батончиков Cyberboost Proenergy Bar. Во внутриигровой заметке говорится, что ученые мира Deus Ex научились эффективнее использовать энергию пищи, напрямую преобразуя питательные вещества в химическую энергию с помощью «жидкой органической белковой матрицы».

В реальности идею питать имплантаты, например кардиостимуляторы, с помощью глюкозных топливных элементов обсуждают с 1960-х годов. Глюкоза удобна для этого: она постоянно присутствует в крови и межклеточной жидкости, а ее запасы пополняются, пока организм жив и получает питание. Теоретически такой источник энергии не требует периодической замены, как обычная батарея, поэтому глюкозные топливные элементы рассматривают как возможный способ питания имплантируемых устройств, в том числе интерфейсов «мозг — компьютер».

Однако между этой технологией и игровой механикой есть существенная разница. После приема пищи концентрация глюкозы в организме меняется недостаточно быстро и резко, чтобы съеденный батончик мог заметно увеличить мощность, доступную имплантату. Кроме того, внутриигровая заметка не объясняет, как именно «жидкая органическая белковая матрица» преобразует питательные вещества в энергию. В отличие от других упомянутых технологий, эту идею сложно напрямую связать с конкретным механизмом или разработкой из научной литературы.

Фертилизация океана 

Кульминация Deus Ex: Human Revolution происходит на арктической станции . Ее официальной задачей была борьба с глобальным потеплением: станция должна была стимулировать рост фитопланктона, обогащая океан железом. Однако Хью Дэрроу, построивший «Панхею», использовал ее и для собственного плана. На станции работали только люди с механическими аугментациями, и Дэрроу вызвал у них помешательство, чтобы продемонстрировать опасность этой технологии и настроить общество против аугментаций.

Идею обогащать океан железом для замедления глобального потепления в конце 1980-х предложил американский океанограф Джон Мартин (John Martin). Изучая причины похолоданий во время ледниковых периодов, он пришел к выводу, что железо, которое ветер приносил в некоторые районы океана, стимулировало рост фитопланктона. Поглощая углекислый газ, фитопланктон мог затем переносить связанный углерод на глубину. Мартин предположил, что искусственное внесение железа в океан позволит усилить этот процесс и снизить концентрацию углекислого газа в атмосфере.

Идея привлекла внимание климатологов и была проверена в нескольких экспериментах. Внесение железа действительно стимулировало рост фитопланктона, однако добиться устойчивого и воспроизводимого переноса углерода в глубины океана не удалось. Кроме того, ученые указывают на возможные побочные эффекты, которые трудно предсказать: выделение других парниковых газов, снижение содержания кислорода в воде и цветение токсичных водорослей.

Агрессия «по требованию»

Но вернемся к событиям на «Панхее». Дэрроу планировал использовать запуск станции для публичной демонстрации опасности аугментаций. Благодаря телекоммуникационной сети он мог одновременно отправить сигнал на биочипы аугментированных людей по всему миру. Как я рассказывал в предыдущем тексте, через эти чипы работали все механические имплантаты и протезы, включая протезы конечностей. Получив сигнал, их носители теряли самоконтроль и впадали в приступы агрессии.

Так начался Панхейский инцидент — он привел к гибели 50 миллионов человек, надолго подорвал доверие к механическим аугментациям и усилил напряжение вокруг их носителей. После трагедии многие страны приняли законы, фактически дискриминировавшие людей с имплантатами и протезами.

Идея дистанционно вызвать у человека агрессию с помощью мозгового имплантата появилась в игре не на пустом месте. При разработке этого элемента сюжета Роселлини и его команда вдохновлялись экспериментами испанского нейрофизиолога Хосе Мануэля Родригеса Дельгадо, которым посвящена отдельная внутриигровая заметка.

В 1960-х годах Дельгадо вживлял быкам, обезьянам и кошкам миниатюрное устройство для двусторонней связи с мозгом по радиоканалу. Через имплантированные электроды оно могло одновременно регистрировать активность мозга и стимулировать выбранные его области. Управляя устройством с помощью передатчика, Дельгадо вызывал у животных различные поведенческие реакции, в том числе приступы агрессии или, наоборот, ее подавление. Какие именно участки мозга стимулировать, зависело от вида животного и нужной реакции.

Таким образом, сама идея дистанционно воздействовать на поведение через имплантированный в мозг электродный интерфейс имеет вполне реальную научную основу. Дельгадо проводил подобные эксперименты и с людьми: известно, что он вживлял электроды пациентам с тяжелыми формами шизофрении и эпилепсии. Позднее такие исследования стали предметом строгих этических ограничений. Сегодня методы стимуляции мозга используют прежде всего в медицинских целях, а возможности дистанционного и точного воздействия на нервную систему продолжают исследовать. Кроме того, современные ученые предпочитают использовать оптогенетическую стимуляцию вместо электрической.

Ложные воспоминания

В Deus Ex: Mankind Divided есть длинный квест о серийных убийствах аугментированных людей в Праге. В конце расследования протагонист Адам Дженсен выходит на убийцу — девушку по имени Дария Мышка. В прошлом она страдала социальным тревожным расстройством и согласилась на экспериментальную процедуру: ей имплантировали нейронный модуль, содержащий личность другого человека — им оказался казненный серийный убийца. Процедура помогла Дарии справиться с тревожностью, но вместе с чужой личностью она унаследовала и склонность к убийствам.

Но насколько возможно перенести память из одного организма в другой? Если речь идет о воспоминаниях и личности в том виде, как это показано в Deus Ex, ответ скорее отрицательный. Память не хранится в мозге как набор отдельных файлов, которые можно просто скопировать на чип. Она связана с состоянием и историей работы огромного числа нейронов и связей между ними. Чтобы полностью воспроизвести память конкретного человека, пришлось бы с чрезвычайной точностью воспроизвести устройство его мозга.

С простыми формами памяти ситуация иная. Например, исследователям удавалось искусственно формировать у животных воспоминания, связанные с определенными стимулами. В подобных экспериментах на мышах с помощью воздействия на определенные нейронные цепи создавали ассоциации между стимулом и приятным или неприятным опытом.

Наконец, фамилию Дарии — — в фанатском сообществе обычно считают говорящей: она подчеркивает тихий и тревожный характер героини. Но можно предложить и другую интерпретацию. Возможно, это отсылка к лабораторным мышам, на которых изучают формирование и искусственное создание воспоминаний.

Впрочем, это лишь догадки.