Один из создателей Microsoft Пол Аллен тратит сотни миллионов долларов ради грандиозной цели — нарисовать атлас человеческого мозга. Каковы успехи?

В маленькой комнате за черной занавеской титан-сапфировый лазер нацелен на кое-что крошечное и удивительное: стеклянное окошко величиной в полсантиметра, вживленное в череп живой мыши. Если эксперимент удастся, лазер сработает в ту долю секунды, когда мышь будет бежать по белому мячу, как по беговой дорожке, и посмотрит на экран компьютера. Благодаря специальному красителю клетки мозга позеленеют при его использовании, а специальная камера зафиксирует это.

У этой технологии в стиле «Звездного пути» очень глубокий смысл. Крошечное переплетение тканей в мозгу мыши «обобщает» нервные импульсы, идущие от ее глаз. Если ученые смогут расшифровать этот процесс, это прольет свет на то, как мозг млекопитающих воспринимает мир.

59-летний Пол Аллен, один из создателей Microsoft, счастливо улыбается (а это случается нечасто), наблюдая за этим хитроумным изобретением. Аллен вложил $500 млн в Allen Institute for Brain Science, своего рода медицинский «Проект Манхэттен». Институт работает прежде всего на созданием инструментов вроде «мышиного лазера», которые технически являются новым видом микроскопа. Он позволит ученым понять, как из мягкой субстанции в черепе рождается удивительное и загадочное человеческое сознание.

«Мне, как бывшему программисту, очень интересно, как же работает человеческий мозг, как на самом деле происходит обработка информации», — рассказывает Аллен в одном из своих редких интервью. — Даже совсем немного углубившись в неврологию, ты начинаешь понимать, что все взаимосвязано. То есть мозг пытается использовать все, что только можно, — зрение, слух, опыт прошлого. Все это мозг использует, чтобы рассчитать, что животное (будь то мышь или человек) должно делать дальше».

В непростой задаче, которую поставил перед собой Аллен, соединились, с одной стороны, научный интерес и амбиции, с другой — проблемы жизни и смерти и собственные переживания бизнесмена. Его мать, Фэй, умерла в июне от Альцгеймера, она была учительницей и привила сыну любовь к книгам и знаниям. «Видеть того, кого ты любишь, в таком... — голос Аллена прерывается. — Ты видишь, как личность постепенно исчезает, и с этим ничего не поделаешь». Сам Аллен победил лимфому Ходжкина четвертой степени, смертельный рак крови, сейчас у него ремиссия. Он румян, бодр и полон энтузиазма.

Первое стомиллионное пожертвование Аллена Институту пошло на создание огромной компьютерной модели того, как работают гены в мозгу мыши. Еще $100 млн Аллен потратил на подобную модель человеческого мозга, с помощью которой уже были созданы новые теории о том, как работает мозг.

Сейчас Аллен, номер 20 в списке самых богатых людей Америки (его состояние оценивается примерно в $15 млрд), вложил еще $30 млн в разработки, которые помогут его Институту сделать что-то более важное, чем просто предоставление исследовательского инструмента для других ученых. Он нанял несколько ученых — все они светила неврологии — чтобы занять передовые позиции в научном мире. Аллен и его команда предпримут попытку узнать, как работает зрительная зона коры головного мозга у мышей, чтобы понять, как вообще работают нервные клетки. Цель еще одного проекта — выделить все типы клеток мозга и выяснить, как они развиваются. Ученые полагают, что существует, возможно, до тысячи таких «базовых блоков», но точно они пока не знают.

Благодаря своему желанию финансировать такого рода проекты Аллен приобрел множество поклонников в научной среде. «Пол теперь мой герой», — признается Дэвид Андерсон, профессор в Калифорнийском технологическом институте (Калтехе), который первым предложил проект модели мышиного мозга. — Он совершил особенный вклад в науку, что удавалось немногим филантропам. Для этого ему нужно было по-настоящему верить в науку и положиться на свою любознательность».

Но есть сомнения, приведет ли к чему-то новый, более масштабный проект Аллена. «Начальная стадия исследования действительно удалась», —— говорит Сусуми Тонегава, профессор Массачусетского технологического института, получивший в 1987 году Нобелевскую премию, и автор подробного исследования о мозге. Но может ли технический подход Аллена объяснить, как мозг создает сознание? «Это одна из самых значительных нерешенных проблем в области исследования мозга, — добавляет Тонегава. — Не знаю, получится ли у Аллена найти ответ».

Последние тридцать лет вопросы здоровья занимают Аллена больше всего. Вылечившись от лимфомы Ходжкина в 1982 году, он навсегда ушел из Microsoft. Благодаря Биллу Гейтсу Microsoft стала одной из самых выдающихся компаний XX века, а Аллен, чьи акции продолжали расти, тратил тем временем миллиарды на самые разные вещи: он финансировал спортивные команды, кабельное телевидение (Charter communications, на которой он потерял $8 млрд), исследовательские центры (Interval Research, которая закрылась в 2000 году). Плюс к тому был первый полет человека в космос за счет частных средств, исследования инопланетной жизни, музей, который Аллен, сам любитель поиграть на электрогитаре, построил отчасти в честь Джими Хендрикса, самая большая в мире яхта Tatoosh с огромным бассейном (см. фото).

Аллен стал подумывать о крупном неврологическом проекте в конце 1990-х, в то время он делал множество вложений в сиэтлские биотехнологические лаборатории и компании. Специалист по раковым заболеваниям Стивен Френд, генеральный директор одной из лабораторий, вспоминает долгие споры с Алленом «об александрийской библиотеке для хранения информации о мозге». Он организовал встречу Аллена с Джеймсом Уотсоном, получившем Нобелевскую премию за открытие структуры ДНК. Уотсон заставил Аллена мыслить шире. Он посоветовал ему создать что-то вроде Рокфеллеровского университета в Нью-Йорке или Института Солка в Сан-Диего и пригласить туда ведущих специалистов. Аллен отказался, отчасти из-за того что на это ушел бы миллиард долларов, отчасти из-за печального опыта с Interval Research, которая закрылась, так как он пригласил туда слишком много ученых, которых заботили только их собственные проекты.

Но секвенирование человеческого генома, пример науки в промышленном масштабе, вдохновило миллиардера, и он хотел найти что-нибудь в таком же роде. «Я действительно мог дать импульс мировому научному прогрессу», — говорит Аллен.

Но как это сделать? Аллен решил организовать несколько «мозговых штурмов», сначала в Сиэтле, впоследствии — на своей огромной яхте Tatoosh. В числе приглашенных был Уотсон и еще двое нобелевских лауреатов — Леланд Хартвел и Ричард Аксель. Все ученые предлагали идеи, связанные именно с их сферой деятельности. Психолог и лингвист Стивен Пинкер предложил создать лабораторию «молекула для общества», где изучались бы неврология и психология поведения. Другие исследователи считали необходимыми эксперименты над животными — от червей до приматов.

Но невролог и генетик Андерсон из Калтеха предложил лучшую идею — создать карту того, как работают гены в мозгу мыши. В каждой из клеток, из которых состоит мышь, содержатся одни и те же 20 000 генов. Клетка сердца отличается от мозговой клетки тем, как в ней используются гены.

Несмотря на то что у каждого исследователя были свои идеи, все они с радостью согласились на этот проект. Аллен говорит: «Мне проект понравился — это что-то новое, такого еще никто не делал. Можно сразу оценить масштабы этого исследования, которое позволит создать единую базу данных: она будет доступна всему миру и выведет исследования на новый уровень». Кроме того, его роль в данном проекте напоминала работу в Microsoft, где он создал программу-эмулятор для написания программного обеспечения. И вот Аллен опять создает инструменты для разработки, на этот раз — в рамках нейробиологии.

Его мать так любила читать, что когда ее попросили назвать сто любимых книг, то не смогла ограничиться этим числом и назвала 165. Она с легкостью разгадывала кроссворды, но в какой-то момент стала забывать, что только что сказала. В начале 2003 года ей поставили диагноз «болезнь Альцгеймера». В дневнике Аллена появилась запись, что у него тяжело на душе, а его Институт мозговых исследований почти сразу начал свою деятельность благодаря пожертвованным ста миллионам долларов.

Как выглядят исследования? Специальные аппараты замораживают и разрезают мышиный мозг. Ученые погружают каждый кусочек мозга в раствор, красящий клетки, содержащие определенную последовательность РНК. На одной части мозга можно наблюдать только один ген, а мозг делится на 6 частей, следовательно, для создания Атласа потребовалось 4000 мышей. Атлас находится в свободном доступе в интернете с 2004 года, но окончательно работа над ним была завершена декабре 2006 года. В финальной версии Атласа 85 млн изображений на 250 000 частях мозга — это 600 терабайт информации, то есть чуть ли не половина всей информации, содержавшейся в интернете на 2003 год.

Атлас стал обычным инструментом для исследований как в научном, так и промышленном мире. В 2006 году ученые использовали Атлас, чтобы найти гены, которые отвечают за память, предрасположенность к рассеянному склерозу и нарушениям питания.

Что касается событий вне лабораторий, то в жизни Аллена наступила черная полоса. В 2008 году из-за аритмии ему пришлось сделать операцию на сердце. Месяц спустя у него нашли жидкость в легком — потребовалась еще одна операция. Когда жидкость появилась и во втором легком, врачи обнаружили застарелую лимфому, которая быстро распространялась. Свои мемуары, «Человек идеи», Аллен диктовал, страдая от смертельного утомления после химиотерапии.

Его нейробиологический институт, который становился все больше, был единственным утешением. Аллен любил засыпать ученых вопросами и строить планы на будущее. Учитывая успех Атласа мышиного мозга, он вложил $100 млн в более рискованное мероприятие — создание Атласа человеческого мозга, который в три тысячи раз больше и в котором в тысячу раз больше клеток.

Институт пришлось переоборудовать. Кроме того, достать человеческий мозг — задача не из простых. Атлас должен быть основан всего на 10 образцах, взятых у людей, которые умерли в расцвете сил, и при этом мозг не должен быть поврежден. Четыре года спустя 6 образцов мозга были пожертвованы, а 4 — исследованы. Проект должен быть завершен в этом году, но первая картина мозга, которую опубликовали в 2010 году, уже дает научные результаты.

По словам Аллена, разбираться в структуре мозга все равно что средневековому кузнецу пытаться разобрать реактивный самолет. «Дело ведь не только в том, что ты не понимаешь, как крылья крепятся к корпусу или почему заводится мотор. Ты совсем ничего не знаешь о том, что позволяет самолету держаться в воздухе. Технологии, основанные на законе Мура, намного проще неврологии. —говорит Аллен. — Мозг функционирует совсем не так, как компьютер. Компьютер — очень правильная и единообразная структура. У него есть память и маленькая деталь, которая занимается сочетанием и хранением элементов памяти. Это очень просто. Научиться программированию может любой человек. Я научился в старших классах. Мы с Биллом Гейтсом и нашими друзьями занимались программированием: через несколько лет мы узнали все, что только можно знать о компьютерах. Но в человеческом мозге все частички отличаются друг от друга. Это невероятно сложная структура. И чтобы понять ее, потребуется еще десятки лет и дюжины Нобелевских премий».

Несмотря на кажущуюся невыполнимость задачи, Аллен не теряет надежды. Несколько поменяв свою политику, он за последние полтора года нанял уже не группу молодых ученых, а трех ведущих нейробиологов страны. Аллен в три раза увеличил количество работающих над проектом, а в будущем планирует увеличить численность ученых еще в два раза и переехать в новое здание.

Кристофф Кох из Калтеха, бывший физик, у которого на левой руке вытатуирован логотип Apple, говорит, что коллеги из академических кругов считают его безумцем. Но у него иное мнение: есть множество нейробиологических лабораторий, но ни одна из них не способна реализовать проект таких масштабов. «У нас есть десятилетний план, и то, что мы делаем, невозможно осуществить в университетских исследованиях», — говорит Кох. Клэй Рейд, оставивший насиженное место в Гарварде, изучает зрительную зону коры головного мозга у мыши: «Я могу сколько угодно мечтать о том, чем я буду заниматься дальше, но то, что мы делаем, возможно только здесь».

Колумбийский нейробиолог Рикардо Долметч из Стэнфорда предлагает одну идею: использовать стволовые клетки, чтобы понять, из чего состоит мозг. «Если механик не знает, сколько частей должно быть в машине, вы бы ему доверяли?» — ехидно спрашивает Кох. Он считает, что пить лекарства от депрессии и шизофрении все равно что лить масло на крышу машины, авось попадет и в мотор.

Проектом занимаются сотни или тысячи ученых, каждый из которых работает сам по себе (похожая ситуация была с программным обеспечением, когда оно только начало появляться). Исследователи соревнуются между собой — так работают в крупных лабораториях вроде Солка и Рокфеллера. Но «индустриализированный» подход Аллена к науке не нравится некоторым ученым, которые полагают, что тесная работа в небольших коллективах приносит больше идей и результатов.

«Нам нужно будет придерживаться определенных стандартов, работать систематично и в больших масштабах», — отвечает на критику Аллан Джонс, исполнительный директор Института Аллена. — Маленькие лаборатории не годятся для такой работы». Он подчеркивает, что в физике совместная работа над одним большим проектом — стандартная практика (вспомним о суперколлайдере CERN).

Аллен также настроен оптимистично: «Мы увидим результаты нашей работы через несколько лет». Его $300-миллионные вложения сделаны с прицелом на пятилетний горизонт, но для миллиардера и его команды ученых пять-десять лет — ничто. Они мыслят десятилетиями.

Аллен говорит, что прекрасно себя чувствует и рак отступил. Он собирается и дальше вкладывать деньги в институт и даже решил, что финансирование продолжится после его смерти: «Значительная часть моего капитала предназначена для будущих исследований».

Пол Аллен — миллиардер, который разбирает мозг