Глава 15
Здравоохранение
Продолжительность жизни
Сложно оценить точно, насколько улучшилось наше здоровье на протяжении истории, однако средняя продолжительность жизни – достаточно хороший индикатор. Потребности эволюции сформировали вид Homo sapiens таким образом, чтобы средняя продолжительность жизни особи составляла в среднем тридцать лет. Логику эволюции легко понять, объясняет Марвин Мински из Массачусетского технологического института:
Естественный отбор отдает предпочтение генам тех, кто оставил больше потомков. Это число имеет тенденцию экспоненциально расти по мере смены поколений, и таким образом естественный отбор предпочитает гены тех, кто оставляет потомство в раннем возрасте. Эволюция не заинтересована в том, чтобы сохранять гены, удлиняющие жизнь за пределы, необходимые взрослому животному, чтобы вырастить потомство.
Таким образом, на протяжении большей части человеческой эволюции женщины и мужчины вступали в возраст половой зрелости в 13–14 лет – и вскоре после этого давали жизнь потомству. Они выращивали детей, пока те, в свою очередь, не достигали возраста фертильности, и после этого родители – теперь уже тридцатилетние дедушки и бабушки – становились слишком дорогой обузой. В ранних сообществах гоминидов, где жизнь была трудной, а еды постоянно не хватало, лишняя пара ртов старшего поколения означала меньше пищи для детей. Таким образом, эволюция выстроила надежный механизм: продолжительность жизни в три десятилетия.
Исторически, однако, по мере улучшения наших условий жизни ее продолжительность увеличивалась. В эпоху неолита жизнь была тяжелой, жестокой и короткой – двадцать лет. К бронзовому и железному веку средняя ожидаемая ее продолжительность выросла до двадцати шести, а в Древней Греции и в Древнем Риме – до двадцати восьми лет (Сократ, умерший в семьдесят в 399 году до н. э., был редким исключением). К раннему Средневековью мы уже пробились за черту в сорок лет, но наше восхождение все еще было ограничено чрезвычайно высокой младенческой смертностью. В начале XVII века в Англии две трети всех детей умирали в возрасте до четырех лет, в результате чего ожидаемая продолжительность жизни составляла только тридцать пять.
По-настоящему прогресс продолжительности жизни начался с промышленной революцией. Лучшее снабжение продовольствием в сочетании с базовыми мерами санитарии (такими как устройство канализации, сбор мусора, обеспечение чистой водой и осушение малярийных болот) существенно изменили ситуацию. К началу ХХ века мы добавили пятнадцать лет к средней ожидаемой продолжительности жизни – и цифры вплотную придвинулись к пятидесяти. С развитием современной медицины и больниц эта цифра резко возросла до семидесяти пяти.
Однако в то время как люди, перевалившие за сто лет, становятся всё более распространенным явлением в развитых странах (установленный на данный момент рекорд – 122 года), комбинация факторов-убийц, таких как инфекции нижних дыхательных путей, СПИД, диарея, малярия и туберкулез, в сочетании с войной и бедностью, свирепствует в Африке южнее экватора, где бóльшая часть населения до сих пор едва преодолевает 40-летний рубеж.
Создание мира, где здравоохранение будет в изобилии, означает обращение к потребностям концов спектра – а также всем, кто находится в середине. Нам нужно обеспечить всем чистую воду, достаточное питание и незагрязненный воздух. Также нам нужно искоренить излечимые заболевания, такие как малярия, и научиться вовремя обнаруживать и предотвращать ужасные пандемии, которые всё чаще в последнее время угрожают нашему выживанию. В развитых странах нам нужно найти новые способы улучшить качество жизни для людей, которые живут всё дольше. В общем и целом создание мира, где здравоохранение будет в изобилии, кажется весьма непростой задачей, за исключением того, что каждый компонент медицины сейчас представляет собой информационную технологию – а значит, имеет тенденцию к развитию по экспоненте. И это, друзья мои, в корне меняет ситуацию.
Ограничения человеческой природы
«Код синий, Бейкер пять!» – срочное сообщение на пейджер поверх громкоговорителя выдернуло меня из дремы. Было четыре утра, я прикорнул на носилках в коридоре Центральной больницы штата Массачусетс. На третьем курсе медицинского сон был редкой роскошью, и я научился проваливаться в него в любой удобный момент. Но «код синий» означало инфаркт, а «Бейкер пять» – пятый этаж в корпусе Бейкера. Я как раз находился в этом корпусе, но на шестом этаже, и теперь, уже полностью проснувшись, бежал вниз по лестнице, чувствуя прилив адреналина. Я вторым вбежал в палату шестидесятилетнего мужчины, которому менее чем сутки назад сделали операцию по тройному коронарному шунтированию. Медработник, делавший ему сердечно-легочную реанимацию, рявкнул мне приказ – и я тут же приступил к закрытому массажу сердца. Лучше всего я помню звук – треск его недавно вскрытой хирургами грудинной гости под давлением моих рук. Именно тогда я понял: неважно, чему меня научили на лекциях, – ничто из этого не подготовило меня к данной ситуации и осознанию хрупкости человеческого тела.
Мое обучение медицине началось за два года до этого в Медицинской школе Гарварда. На первом курсе все было стандартно: основы нормальной анатомии и физиологии, как все это сочетается вместе и как должно работать. Второй курс весь был посвящен патофизиологии: где и как процессы могут пойти не так. А с тремя триллионами клеток в теле очень многое может пойти не так. Количество информации меня просто оглушало. Помню момент, когда я готовился к экзаменам в конце второго курса, и у меня было ощущение, что я успешно запихнул в свой мозг все концепции, системы и терминологию. Но это ощущение было мимолетным – особенно в больничных палатах, где я встречался с реальностью во всей ее плоти и крови, как это случилось тем ранним утром в отделении Бейкер пять. В той ситуации я быстро осознал, сколько мне еще предстоит узнать – и, более того, сколько мы все на самом деле вообще не знаем.
И это наша первая проблема. Обучение занимает время. Оно требует практики. Наш мозг перерабатывает информацию с ограниченной скоростью, но медицина развивается экспоненциально, и мы просто не можем угнаться за этим ростом. Наша вторая проблема – о ней постоянно твердят в медицинских школах – заключается в том, что через пять лет после выпуска половина из того, что студенты сейчас изучают, возможно, уже не будет соответствовать действительности. Но никто не знает, какая именно половина. Независимо от того, какого медицинского прогресса мы добились за последние века, нашей третьей проблемой будет то, что мы никогда не почувствуем удовлетворения от уровня нашего здравоохранения. Наши стандарты всё повышаются и повышаются, но, учитывая то, что в качестве объектов нашей заботы выступают люди, всегда будут ограничения на количество информации, которой владеет врач, – не говоря уже о всей информации.
Недавний отчет корпорации RAND наглядно иллюстрирует все эти пункты, показывая, что предотвратимые врачебные ошибки в больницах приводят к десяткам тысяч смертей каждый год; предотвратимые ошибки в выборе препаратов делаются минимум полтора миллиона раз каждый год; и в среднем только 55 % взрослых пациентов получают надлежащую терапию, что означает, что в остальных 45 % случаев наши врачи ошибаются.
Несмотря на всю эту безрадостную статистику, даже ошибающийся врач – это гораздо лучше, чем полное отсутствие врача. Пятьдесят семь стран в данный момент не имеют достаточного количества медицинских работников – дефицит составляет 2,4 миллиона врачей и медработников среднего звена. В Африке имеется 2,3 медика на 1000 человек (для сравнения: в Америке на такое же число пациентов приходится 24,8 медработника). Если сформулировать по-другому: в Африке работает 1,3 % всех медиков на планете, а лечат они 25 % больных мира.
Но и в развитых странах все не так уж благополучно. Ассоциация американских медицинских колледжей недавно предупредила, что, если темпы подготовки и выпуска студентов не изменятся, к 2025 году в США будет наблюдаться дефицит в 150 тысяч врачей. И, если Америка не сможет подготовить достаточно сотрудников, чтобы решить собственные медицинские проблемы, где мы найдем в десять раз больше, чтобы заботиться о здоровье восходящего миллиарда?
Watson идет в медицинскую школу
«IBM Watson расправляется с соперниками по Jeopardy!», – написал журнал PCWorld 16 февраля 2011 года. Почти четырнадцать лет спустя после того, как суперкомпьютер Deep Blue обыграл чемпиона мира по шахматам Гарри Каспарова, новое кремниевое дитя корпорации IBM вызвало человечество на очередную битву. На этот раз она состоялась на телевикторине Jeopardy! (ее российский лицензионный аналог называется «Своя игра»). На кону был приз в 1,5 миллионов долларов. Суперкомпьютер Watson, названный в честь первого президента IBM Томаса Уотсона Старшего, в течение трех дней одержал верх и над Брэдом Раттером, выигравшим больше всего денег за всю историю игры (3 400 000 долларов в 2005 году), и над Кеном Дженнингсом, выигравшим самое большое число игр подряд (72 в 2004-м), – и это означало, что он один стоит двух чемпионов.
Наверное, это была неизбежная победа. В ходе соревнования Watson мог пользоваться 200 миллионами страниц контента, в том числе полным текстом «Википедии». Справедливости ради надо сказать, что машина не имела доступа в интернет и могла использовать только то, что было заранее загружено в ее «мозг» объемом в 16 терабайт. Мозг Watson – огромная параллельная вычислительная система, состоящая из девяноста серверов IBM Power Эта система способна «читать» 500 гигабайт информации в секунду, или, если воспользоваться «бумажным» эквивалентом, 3,6 миллиарда книг в час.
И это одно только «железо». Еще большим прорывом стало программное обеспечение DeepQA, которое позволяет Watson «понимать» естественный язык – например, те вопросы и ответы, которые могут встретиться в передаче Jeopardy!. Для этого Watson должен был уметь не только понимать контекст, сленг, метафоры и каламбуры, но и собирать свидетельства, анализировать информацию и генерировать гипотезы.
Конечно, не все хорошие вещи удается сделать компактными. В данный момент Watson занимает пространство комнаты среднего размера. Но это вскоре изменится. Ведь закон Мура и экспоненциальное мышление научили нас тенденции: то, что сейчас занимает комнату, вскоре будет помещаться в карман. Более того, такая вычислительная мощность вскоре будет доступна повсеместно – в одном из множества вычислительных облаков, которые сейчас разрабатываются, – и при этом будет бесплатной или практически бесплатной.
Так зачем же может быть нужен подобный компьютер? Компания Nuance Communications (выросшая из первого стартапа Курцвейла, который назывался Kurzweil Computer Products) объединилась с IMB, медицинской школой Университета штата Мэриленд и Колумбийским университетом для того, чтобы отправить Watson в медицинскую школу. По словам доктора Герберта Чейза, профессора клинической медицины в Колумбийском университете, «Watson потенциально способен сократить время, которое требуется на то, чтобы поставить пациенту правильный диагноз». Машина также может разрабатывать для каждого пациента персональные варианты лечения – эту способность доктор Элиот Сигел, профессор и вице-председатель отделения диагностической радиологии при Университете штата Мэриленд, объясняет таким образом:
Представьте себе суперкомпьютер, который не только хранит и сопоставляет данные пациента, но также моментально интерпретирует записи, анализирует дополнительную информацию и соответствующие статьи из медицинских журналов, а также выдает возможные диагнозы и варианты лечения с точно подсчитанной вероятностью каждого возможного результата терапии.
Но постановка правильного диагноза зависит от точной информации, которую не всегда возможно извлечь из одной лишь беседы с пациентом. Даже самым блистательным диагностам, чтобы сделать правильный вывод, нужны рентген, компьютерная томография и анализ крови. Однако большая часть современного высокотехнологичного оборудования в больницах занимает много места, стоит больших денег и потребляет много энергии – и, соответственно, не слишком доступна небогатому пациенту, не говоря уже о странах третьего мира. Но давайте зададим себе тот самый знаменитый DIY-вопрос: «Что бы сделал Макгайвер?» Он бы вывернул карманы и сделал все, что нужно, с помощью скотча, куска бумажной салфетки и слюны. И, как выясняется, это именно то решение, которое нам нужно.
Диагностика с нулевой стоимостью
Скотч? В самом деле? Когда Карлос Камара поступил на докторантуру Университета штата Калифорния в Лос-Анджелесе, чтобы изучать физику высоких энергий, он и не подозревал, что вскоре будет сидеть в темной комнате и экспериментировать с липкой лентой – и что это резко понизит стоимость услуг здравоохранения по всему миру. Камара знал, что при разрушении некоторых кристаллических веществ возникает свет (именно поэтому, когда вы разгрызаете леденец Life Saver, происходит крошечная вспышка). Это явление называется триболюминесценцией. Камара экспериментировал с триболюминесценцией в среднем вакууме и обнаружил, что некоторые материалы излучают не только видимый свет, но и рентгеновские лучи. Возник вопрос: какие именно материалы? Он перепробовал кучу всего – и наконец отмотал в темноте небольшой кусочек клейкой ленты. «Я был потрясен, – говорит он, – скотч не просто светился сильнее всех материалов, что я тестировал, он еще и испускал рентгеновские лучи».
Это открытие стало большой научной сенсацией и даже появилось на обложке журнала Nature (а затем – в эпизоде сериала «Кости»). Вскоре после премьеры этого эпизода Камара объединил усилия с продюсером сериала Дейлом Фоксом, и они вместе основали компанию Tribogenics, цель которой – создать самый маленький и самый дешевый в мире рентгеновский аппарат.
Вместо устройства размером с посудомоечную машину, которое стоит четверть миллиона долларов и имеет в основе технологии XVIII века – то есть, в сущности, вакуумные трубки, подключенные к источнику энергии, – ключевой компонент в устройстве Tribogenics (то, что Камара называет «рентгеновским пикселем») стоит менее одного доллара, имеет размер в половину флэшки и использует триболюминесценцию, чтобы генерировать рентгеновские лучи. Группы этих пикселей могут быть организованы в любую форму любого размера. Матрица 35 на 45 сантиметров может сделать рентгеновский снимок грудной клетки; длинная кривая даст вам томографию. Учитывая то, что эти пискели потребляют очень мало энергии – менее одной сотой того, что требуется традиционному рентгеновскому аппарату, – эта энергия может поступать от солнечной панели или ручного генератора. Дейл Фокс объясняет:
Представьте себе полный набор радиологического оборудования, помещающийся в чемоданчике, работающий от батареек или солнечной энергии, транспортабельный и способный диагностировать всё что угодно – от сломанной руки до кишечной непроходимости. Это выведет полевую медицину и здравоохранение в развивающихся странах на принципиально новый уровень.
Фокс приводит в пример дополнительные возможности в маммографии:
Сегодня маммография требует дорогой, большой стационарной машины, которая делает грубое двумерное изображение. Но представьте себе «бюстгальтер» со встроенными рентгеновскими пиксельными излучателями сверху и рентгеновскими сенсорами снизу. Это устройство автономно, имеет автономный источник питания, умеет подключаться к интернету через 3G или Wi-Fi, и его можно просто отправить пациентке в посылке экспресс-почтой. Пациентка надевает «бюстгальтер», нажимает на кнопку, после чего онлайн появляется врач и говорит: «Привет. Все готово к вашей маммографии? Замрите». Рентгеновские пискели срабатывают, детекторы собирают и передают изображение, и врач тут же его смотрит. Пациентка отсылает обратно устройство – и все это в итоге занимает очень мало времени и стоит очень мало денег.
Рентгеновская пиксельная матрица – первый шаг на пути к тому, что гарвардский профессор химии, а по совместительству успешный предприниматель Джордж Уайтсайдс называет диагностикой с нулевой стоимостью. Недавно Уайтсайдс обратил внимание на болезни, от которых страдает восходящий миллиард. Единственный способ разработать вакцину, которая нужна для борьбы с ВИЧ, малярией и туберкулезом, – это найти метод точно и недорого диагностировать и вести большое количество пациентов. С сегодняшними технологиями это сделать невозможно.
И Уайтсайдс взял за образец BoP-модель Кей-Кей Прахалада. Вместо того чтобы взяться за существующие машины стоимостью в 100 тысяч долларов и пытаться во много раз снизить их стоимость, он начал с самых дешевых материалов: кусочка впитывающей бумаги шириной в один сантиметр. Разместите каплю крови или мочи на краю этого кусочка – и жидкость впитается через волокна. Гидрофобный полимер, напечатанный на этой бумаге, проведет жидкость через специальные каналы к диагностическим ячейкам, где она вступит во взаимодействие с определенными реагентами, окрашивая бумагу в разные цвета. Одна ячейка тестирует мочу на уровень сахара – и при повышенном содержании сахара появляется коричневый цвет. Другая ячейка окрашивает бумагу в синий при повышенном содержании белка. Учитывая, что бумага – не слишком дорогой материал, цель Уайтсайдса сделать стоимость диагностики практически нулевой не так уж далека. По его словам,
самый дорогой компонент здесь – восковый 3D-принтер [для печати на бумаге этих каналов и ячеек]. Такие принтеры стоят около восьмисот долларов штука. Но если они будут работать по 24 часа в сутки, каждый из них сможет делать по десять миллионов тестов каждый год – так что можно сказать, что проблема решена.
Последний пункт нашей триады Макгайвера – анализ слюны – открывает еще бóльшие перспективы. Этот способ сдачи анализа необходим для уже упомянутой выше «Лаборатории на чипе», разработанной доктором Анитой Гоэл и ее компанией Nanobiosym. Разместите каплю слюны (или крови) на нанотехнологических платформах Гоэл – и тут же ДНК- или РНК-сигнатуры любого патогена в вашем организме будут определены, названы и отправлены в центральный суперкомпьютер – хотя бы тот же Watson. Эти чипы – серьезный шаг в направлении диагностики с нулевой стоимостью и важнейший фактор в решении трех основных проблем здравоохранения: как предотвратить распространение пандемий, как снизить угрозу биологического терроризма и как лечить такие широко распространенные заболевания, как СПИД. Технология mChip, разработанная в Колумбийском университете, уже сегодня демонетизирует и дематериализует процесс тестирования на ВИЧ. То, что раньше требовало долгих осмотров у врачей, пробирок с кровью и нескольких дней мучительного ожидания результатов, теперь вообще не нуждается в визите к доктору: для нового варианта тестирования достаточно капли крови, результат расшифровывается за 15 минут, а стоит все это менее одного доллара за микрожидкостный оптический чип размером меньше кредитной карточки.
Учитывая то, что диагностические компьютеры, подобные Watson, вскоре будет доступны через мобильные устройства (а мобильные устройства снабжены GPS), такой компьютер сможет не только диагностировать у вас инфекцию, но и вовремя заметить необычно высокое распространение, скажем, симптомов гриппа в Найроби – и предупредить ВОЗ о возможном начале пандемии. Что еще лучше, из-за того что удельная стоимость диагноза Watson представляет собой в основном затраты на работу компьютера (т. е., по сути, это стоимость электричества), цена снижается до центов. Чтобы помочь ускорить этот процесс, 10 мая 2011 года интернет-провайдер Qualcomm объединился с фондом X PRIZE и объявил о планах разработки трикодера Qualcomm X PRIZE (его так назвали в честь технологии медицинского сканирования из сериала Star Trek). Этот конкурс обещает 10 миллионов долларов первой команде, которая сможет представить ориентированное на потребителя и низкое по стоимости мобильное устройство, способное диагностировать пациента лучше, чем группа сертифицированных врачей.
Но все эти диагностические чудеса не способны сами по себе реализовать все наши цели в области здравоохранения, потому что узнать, что не так с пациентом, – это только полдела. Предстоит еще лечить пациента и вернуть ему здоровье. Мы уже обсуждали «предотвращаемые» заболевания, которые можно искоренить, просто дав людям доступ к чистой воде, чистой энергии, нормальному питанию и канализации; но есть ведь и другая категория болезней, которую необходимо рассмотреть, – болезни, относительно легко излечивающиеся. Для терапии во многих случаях нужны просто лекарства, но некоторые заболевания требуют хирургического вмешательства. Могут ли технологии преобразовать хирургию так же, как они преобразовали диагностику?
Доктора да Винчи вызывают в операционную
По данным Всемирной организации здоровья, самая распространенная причина слепоты – старческая катаракта: восемнадцать миллионов случаев в год в Африке, Азии и Китае. Катаракта – это помутнение прозрачных линз нашего глаза. Хотя катаракту можно легко удалить и эта форма слепоты поддается полному излечению, хирургические услуги во многих развивающихся странах ненадлежащего качества, недоступны и слишком дороги для большинства нуждающихся в них пациентов.
Больше шансов им предоставляет некоммерческая гуманитарная организация ORBIS International, которая обучает медиков в развивающихся странах методике удаления катаракты, используя для этого глазную больницу «Летающий глаз» (Flying Eye Hospital) – переоборудованный самолет DC-Этот самолет прибывает то в один, то в другой регион с врачами, медсестрами и техническим персоналом на борту. Оказавшись на месте, они помогают определенному числу пациентов и обучают местных врачей. Но таким способом можно подготовить только ограниченное количество специалистов. Эксперт в области медицины и робототехники Кэтрин Мор убеждена, что в будущем удастся избавиться от этих ограничений:
Представьте себе специализированных роботов, которые способны выполнить простую стандартную операцию такого типа с идеальной точностью и практически бесплатно.
Ранние версии подобного хирургического робота, получившего название «Хирургическая система да Винчи» (Da Vinci Surgical System), были разработаны компанией Кэтрин Мор, называющейся Intuitive Surgical. Вообще говоря, «Система да Винчи» появилась с подачи Агентства по перспективным оборонным научно-исследовательским разработкам (DARPA): Министерство обороны хотело убрать хирургов с передовой, но при этом оперировать раненых в течение «золотого часа» – первых 60 минут после ранения. Лучший способ решить эту проблему – создать робота, который мог бы провести операцию раненого солдата, и врача, находящегося в безопасном месте, но участвующего в операции по видеосвязи. За последние годы эта технология быстро развивается и начинает перемещаться из военных госпиталей в операционные обычных больниц – первоначально по просьбе кардиохирургов, которые искали способы оперировать, не вскрывая грудную клетку. Затем технологией заинтересовались хирурги, желавшие быстро делать стандартные простатэктомии и операции по шунтированию желудка. Последние версии системы, такие как хирургический робот MAKO, достаточно искусны, чтобы ассистировать ортопедам в деликатных процедурах протезирования коленных суставов.
Сегодняшняя технология не заменяет хирургов полностью, но она увеличивает возможности человека и позволяет ему оперировать на расстоянии. Рассказывает Кэтрин Мор:
Полностью оцифровав изображение поврежденной области, которую предстоит исправить, вы помещаете этот цифровой слой между тканью пациента и глазами хирурга. Затем это изображение можно дополнить, наложив поверх еще какую-либо информацию или увеличив его. Далее, оцифровав движения рук и поместив цифровой слой между хирургом и роботизированными инструментами, вы можете исключить дрожание пальцев, сделать движения более точными и даже производить дистанционные хирургические вмешательства на больших расстояниях, что позволит специалисту из Лос-Анджелеса сделать операцию в Алжире, когда у него окажется свободное время, не проводя при этом двадцать часов в самолете.
Мор предсказывает, что в течение следующих пяти-десяти лет появятся специализированные роботы меньшего размера, которые будут делать гораздо больший ассортимент операций, помимо удаления катаракты. Один, допустим, будет работать с глаукомой, другой – делать операцию по шунтированию желудка, третий – стоматологические вмешательства. А через 15–20 лет открываются еще более заманчивые перспективы:
В будущем мы сможем определять рак по анализу крови, мочи или по дыханию, а определив, удалять опухоль с помощью роботов. Робот найдет крошечное раковое повреждение, введет иглу и уничтожит его – точно так же, как мы сейчас уничтожаем злокачественную родинку.
Роботы-сиделки
Рак – только одна из проблем, с которой придется столкнуться нашему стареющему населению. На самом деле, когда речь заходит о расходах на здравоохранение и качестве жизни, то надо осознать, что забота о пожилых людях будет стоить нам триллионы долларов. Самым старым представителям поколения бэби-бумеров исполнилось 65 лет в 2011 году. К 2030-м в одних только США число людей старше 65 вырастет до 71,5 миллионов. В развитых странах в целом число стариков, переваливших за столетний рубеж, удваивается каждое десятилетие и с 455 тысяч в 2009 году вырастет до 4,1 миллиона к 2050-му. А среднестатистический ежегодный рост числа тех, кому за 80, в два раза выше роста числа тех, кому за В 2050-м у нас в мире будет 311 миллионов тех, кому перевалило за восемьдесят. Когда пожилые люди теряют возможность ухаживать за собой самостоятельно, многие из них, по данным Национального центра медицинской статистики, отправляются в дома престарелых, где стоимость их содержания обходится в 40–85 тысяч долларов на человека в год. И возникает вопрос: когда по этой дороге пойдут сотни миллионов людей – сможем ли мы себе это позволить?
Для доктора Дэна Барри ответ прост: пусть за стариками ухаживают роботы. Барри вкладывает в решение этой проблемы весь свой весьма разносторонний опыт: медицинский диплом, докторская степень, три полета в космос на «Шаттле», собственная робототехническая компания и звездная роль участника реалити-шоу Survivor (русский аналог шоу называется «Последний герой»). Кроме этого, Барри также ведет учебный курс по робототехнике и искусственному интеллекту в Университете сингулярности, в котором он много времени уделяет размышлениям о том, как можно применить роботов в здравоохранении будущего.
Самый большой вклад, который могут сделать роботы в здравоохранение, – это забота о стареющем населении, о людях, которые потеряли супругов или способность заботиться о себе. Роботы продлят этим людям время самостоятельного существования, предложат эмоциональную поддержку, социальное взаимодействие и помощь в осуществлении базовых функциональных действий: откроют входную дверь, помогут подняться, если человек упал, помогут принять душ и сходить в туалет. Они с удовольствием будут выслушивать одну и ту же историю по двадцать пять раз на дню и выдавать желаемую реакцию. А для людей с сексуальными дисфункциями или особыми потребностями роботы также будут играть огромную роль.
Когда эти роботы станут доступными и сколько они будут стоить? По мнению Барри,
в течение пяти лет на рынке появятся роботы, которые смогут опознавать хозяина, реагировать на его движения и выражения лица соответствующими эмоциональными откликами, а также исполнять полезные дела по дому, например уборку, пока хозяин спит. Прокрутите время вперед еще на 15–20 лет – и мы предложим вам робота-компаньона, который сможет вести настоящие, тонкие беседы и служить вам в качестве друга, квалифицированной сиделки и, возможно, даже психолога.
Прогнозируемая цена потрясает почти так же, как возможности этих роботов. «Я ожидаю, что первые модели будут стоить в районе тысячи долларов», – говорит Барри. Он развивает мысль, объясняя, что, например, цена трехмерного лазерного дальномера упала с первоначальных 5000 до 150 долларов благодаря появлению новой технологии бесконтактного игрового контроллера Xbox Kinect компании Microsoft и массовой продаже соответствующих устройств.
Лазерный дальномер – это типичный способ, которым робот ориентируется в загроможденном помещении. Просто невероятно, какими мощными и дешевыми они стали. В результате появления этой технологии поднялось целое цунами новых программ и приложений и резко выросло число людей, разрабатывающих DIY-роботов. Как только цена снизилась в достаточной степени, армия студентов магистратуры начала играть, экспериментировать и выдавать изумительные новые приложения.
Так же, как и у лазерных дальномеров, стоимость остальных компонентов роботов-сиделок снижается, а мощность растет. Очень скоро необходимые сенсоры и вычислительные мощности станут практически бесплатными. Все, что вам придется купить, – это механическое «тело» робота, и именно поэтому Барри считает, что приблизительная стоимость этих устройств составит тысячу долларов. И вот вам сравнение: если мы подразумеваем, что большинство восьмидесятилетних в нашем будущем будет нуждаться в какой-то форме ухода, мы можем или тратить (по сегодняшним ценам) триллионы долларов на дома престарелых, или давайте, как предлагает Барри, предоставим заботу о стариках роботам.
Могущественная стволовая клетка
В начале 1990-х опытный нейрохирург-травматолог Роберт Харири почувствовал, что его все больше разочаровывает его профессия – особенно ограниченные возможности скальпеля. «Мы умели сохранять людям жизнь после несчастных случаев и отчасти восстанавливать их, – вспоминает он, – но хирургия не могла полностью вернуть их к норме». Поэтому Харири начал искать способы возобновления естественных процессов, которые помогли бы мозгу регенерироваться и полностью «обновить прошивку». В конце девяностых он понял, что, возможно, имело бы смысл делать пациентам инъекции стволовых клеток, чтобы лечить и потенциально излечивать болезни таким же образом, как мы сейчас лечим их инъекциями лекарств. Харири решил, что для реализации истинного потенциала медицины стволовых клеток он должен обеспечить их основательный запас для будущих процедур, в результате чего основал свою первую компанию по хранению как стволовых клеток плаценты, так и пуповинной крови новорожденных. Четыре года спустя компания LifeBank/Anthrogenesis слилась с 30-миллиардным фармацевтическим гигантом Celgene Corporation, который разглядел потенциал этой технологии, способной полностью преобразовать медицину.
Но не только Celgene желает участвовать в этом процессе. Говорит доктор Дэниел Крафт, специалист по трансплантации костного мозга (разновидность терапии стволовых клеток) и руководитель медицинского направления в Университете сингулярности:
Мы все начинаем свое существование с единственной оплодотворенной яйцеклетки, которая развивается в сложный организм, состоящий из десяти триллионов клеток и построенный из более чем двухсот видов тканей. И каждая клетка работает круглосуточно, выполняя специализированные функции. Стволовые клетки ведут этот чрезвычайно сложный процесс дифференциации, роста и восстановления. Потенциально они могут революционизировать многие аспекты здравоохранения, как практически ничто другое.
Доктор Харири согласен:
Потенциал у этой технологии просто невероятный. В следующие пять-десять лет мы собираемся использовать стволовые клетки, чтобы лечить хронические аутоиммунные заболевания, такие как ревматоидный артрит, рассеянный склероз, язвенный колит, болезнь Крона и склеродермию. После этого, я думаю, следующим рубежом станут нейродегеративные заболевания, то есть мы начнем противостоять болезни Паркинсона, болезни Альцгеймера, даже инсульту. И это будет вполне доступная терапия. Технология производства стволовых клеток очень прогрессировала за последнее десятилетие. Чтобы дать вам об этом представление, скажу, что мы перешли от уверенности в том, что терапия стволовых клеток будет стоить более 100 тысяч долларов, к факту, что мы сможем сделать это за 10 тысяч. В течение следующего десятилетия, думаю, мы сможем еще более значительно снизить цены. То есть мы говорим о потенциале «излечения» хронических заболеваний и оздоровления ключевых органов по цене меньшей, чем стоимость нового ноутбука.
А если ваша печень или почка откажут до того, как вы сможете их оздоровить, не волнуйтесь – есть и другое решение. Один из патентов доктора Харири – «Реновация и репопуляция трупных органов и тканевых матриц стволовыми клетками» – создает основу для выращивания новых пригодных для трансплантации органов в лаборатории. Пионер в области тканевой инженерии, Энтони Атала из Медицинского центра при Университете Уэйк-Форест уже успешно продемонстрировал этот подход. Доктор Атала объясняет:
Во всем мире существует огромная потребность в органах. За прошедшее десятилетие количество пациентов в очередях на трансплантацию органов удвоилось, в то время как количество самих трансплантатов осталось неизменным. В данный момент мы уже умеем выращивать в лаборатории человеческие уши, пальцы, уретры, сердечные клапаны и целые мочевые пузыри.
Следующая фундаментальная задача, над которой будет работать Атала, – это выращивание одного из самых сложных органов в человеческом организме: почки. Около 80 % пациентов в очереди на трансплантацию ждут именно почку. В 2008 году в одних только США было совершено более 16 тысяч пересадок этого органа. Здесь трупными органами и тканевыми матрицами не обойдешься: Атале и его команде уже удалось напечатать первые версии искусственного органа на 3D-принтере. Атала рассказывает:
Мы начали с обычного струйного принтера, который приспособили для послойной печати клеток – по одному слою за проход. За несколько часов мы смогли распечатать настоящую мини-почку.
Хотя для создания искусственной почки может понадобиться десятилетие работы, Атала смотрит в будущее с осторожным оптимизмом, учитывая то, что участки его распечатанной почечной ткани уже выделяют подобную урине субстанцию. Говорит доктор Дэниел Крафт:
Идет ли речь о регенерации органов или восстановлении тканей, поврежденных старением, травмой или заболеванием, это быстро развивающееся направление окажет воздействие практически на любую клиническую область. Недавнее изобретение индуцированных полипотентных стволовых клеток, которые могут быть созданы путем перепрограммирования клеток кожи пациента, открывает нам свободный доступ к этой мощной технологии. А с предстоящим слиянием технологий стволовых клеток, инженерии тканей и 3D-печати мы вскоре будем иметь чрезвычайно мощный инструментарий, который позволит нам достичь изобилия в области здравоохранения.
Четыре «П»
Многие согласны с тем, что стволовые клетки вскоре дадут нам возможность восстанавливать и заменять отказавшие органы. Но если медицина четырех «П» (4P medicine) также выполнит свои задачи, то, возможно, положение в области здравоохранения уже никогда не будет столь отчаянным. Медицина четырех «П» – это медицина предсказательная, персонифицированная, предупредительная и партисипаторная (predictive, personalized, preventative, participatory), и именно по этому пути развивается современное здравоохранение. Соедините дешевое, ультрабыстрое, подходящее для медицинского применения секвенирование генома с огромной вычислительной мощностью – и мы начнем приближаться к двум из этих четырех категорий: предсказательности и персонифицированности.
За последнее десятилетие стоимость секвенирования снизилась со 100 миллионов долларов (которые были потрачены на историческую расшифровку генома Крейгом Вентером в 2001 году) до ожидаемой в ближайшее время тысячи долларов при той же степени точности. Такие компании, как Illumnia, Life Technologies и Halcyon Molecular, борются за рынок секвенирования потенциальным объемом в триллион долларов. Вскоре мы сможем секвенировать геном каждого новорожденного, и генетический профиль станет стандартной частью медицинской карточки пациента. Раковые пациенты смогут получить генетический анализ своих опухолей, и результаты этого анализа смогут быть сопоставлены с глобальной базой коррелирующих данных. Если все будет сделано правильно, эта схема будет генерировать мириады полезных прогнозов и полностью изменит медицину – превратит ее из пассивной технологии, использующей обобщенный, неспецифичный подход, в технологию предиктивную и персонифицированную. Если коротко, то каждый из нас будет знать, какие болезни нам сулят наши гены, что делать, чтобы предотвратить их развитие, и, если мы все-таки заболеем, какие лекарства будут наиболее эффективными для нашего уникального генетического набора.
Но стремительное секвенирование ДНК – это лишь начало сегодняшнего биотехнического ренессанса. Мы учимся также разгадывать молекулярную основу заболевания и берем под контроль экспрессию генов нашего тела; эти два направления вместе могут открыть эру персонифицированной и превентивной медицины. Например, тут открываются возможности для борьбы с явлением, которое ВОЗ сегодня признает пандемией: с ожирением. Генетический «виновник» этого заболевания – ген инсулинового рецептора жира, который «велит» нашему телу изо всех сил удерживать каждую потребленную калорию. За много тысяч лет до изобретения «Макдональдса» это был полезный ген: ранние гоминиды никогда не могли быть уверены в будущем – даже в том, когда случится в следующий раз поесть. Но для нашей «нации фастфуда» этот генетический принцип стал смертным приговором. Однако новая технология, которая называется РНК-интерференцией, выключает определенные гены, блокируя информационную РНК, которую они производят. Когда гарвардские исследователи использовали РНК-интерференцию, чтобы отключить инсулиновый рецептор жира у мышей, те продолжали потреблять много калорий – но не жирели и оставались здоровыми. Мало того, они к тому же жили на 20 % дольше, получив то же преимущество, что дает ограничение в калориях, – и без всяких болезненных экстремальных диет.
Партисипаторность медицины – четвертая особенность нашего будущего здравоохранения. Благодаря мощным технологиям каждый из нас становится как бы генеральным директором своего собственного здоровья. Мобильный телефон превращается в центр управления полетами, где вся информация о нашем организме в режиме реального времени собирается, демонстрируется и анализируется, давая каждому из нас возможность принимать важные решения относительного своего здоровья каждый день, в каждый момент времени. Компании, занимающиеся персональной геномикой, такие как 23andMe и Navigenics, уже сейчас позволяют пользователям лучше понять собственную генетическую характеристику и ее влияние на здоровье. Но не менее важен эффект нашего окружения и повседневного выбора – и именно здесь в игру вступает новое поколение сенсорных технологий. Объясняет Томас Гетц, выпускающий редактор журнала Wired и автор книги «Древо решений: как взять контроль над собственным здоровьем в новую эпоху персонифицированной медицины» (The Decision Tree: Taking Control of Your Health in the New Era of Personalized Medicine):
Цена, размер и энергопотребление сенсоров принципиально уменьшились за последние десятилетия. Сенсор, направлявший межконтинентальную баллистическую ракету в 1960-х годах, стоил 100 тысяч долларов и весил много килограммов. Теперь сенсор с такими же возможностями умещается на чипе и стоит меньше доллара.
Благодаря этому прогрессу члены таких движений, как Quantified Self, гораздо более тщательно следят за своим здоровьем, отслеживая все жизненные циклы и состояния – от фаз сна до потребленных или сожженных калорий, от кровяного давления до анализа сердечного ритма в режиме реального времени. Продвигаясь всё дальше по этому пути, мы скоро сможем измерять, записывать и оценивать каждый аспект нашей жизни: от химического состава крови до режима физических нагрузок; того, что мы едим, что пьем и чем дышим. Никогда уже больше незнание не станет достаточным оправданием для того, чтобы не заботиться о себе.
Эпоха изобилия в области здравоохранения
Должно быть очевидным, что область здравоохранения вступает в период взрывных изменений. Однако главные движущие силы здесь – не только технологии. По мере старения поколения бэби-бумеров самые богатые из них будут тратить любые деньги на то, чтобы провести как можно больше времени качественной жизни со своими близкими. Таким образом, новые технологии неизбежно распространятся в этой области благодаря самым пожилым, богатым и мотивированным членам общества. Финансисты с Уолл-стрит, которые в 70-е годы разговаривали по мобильным телефонам размером с портфель, стали одной из причин распространения в субэкваториальной Африке наших дней сотен миллионов дешевых телефонов Nokia. И точно так же миллиарды долларов, потраченных на исследования в области медицины, а также инновации предпринимателей, описанные в этой главе, вскоре сослужат службу всем девяти будущим миллиардам населения Земли. А учитывая негибкость и даже закостенелость регулирующих процессов здравоохранения в развитых странах, есть причины верить в то, что некоторые из этих революционных технологий сначала найдут применение в менее бюрократических регионах развивающихся стран, прежде чем им дадут зеленый свет в США.
И хотя эти высокотехнологичные методы терапии, несомненно, принесут пользу развивающимся странам, суть проблем последних на самом деле в том, что там не удовлетворено большинство базовых потребностей: не хватает ни москитных сеток, ни элементарных лекарств от малярии, ни антибиотиков для борьбы с бронхитом и диареей; недостаточно распространены образовательные программы, посвященные ВИЧ и необходимости контрацепции. Во многих случаях лечение от той или иной болезни имеется, но отсутствует необходимая инфраструктура. Однако сейчас в этих странах появляются образовательные программы, доступные через мобильные телефоны, и они могут помочь. Например, проект «Масилулеке» в Южной Африке при помощи смс распространяет бюллетень с информацией о ВИЧ. Кампания Text4Baby, запущенная корпорацией Johnson & Johnson, помогла двадцати миллионам беременных женщин и молодых матерей в Китае, Индии, Мексике, Бангладеш, Южной Африке и Нигерии. Влияние в этой области могут оказать технофилантропы – такие как Билл Гейтс, ведущий войну с малярией. По существу, однако, удовлетворить нужды третьего мира означает обеспечить восходящий миллиард самыми базовыми ресурсами: едой, водой, энергией и образованием, – в то же время двигаясь вперед с помощью технологических прорывов, описанных в этой главе. Если у нас это получится, мы сможем начать эру изобилия в области здравоохранения.
