Пару слов о редукционизме.

progenes — 27.05.2010 Сейчас будет много букв, но надо поговорить. Может, пока напишу и сама разберусь. А не разберусь, так кто-то подскажет. Будет про редукционизм, генетику и этику.

Не успела я наехать на креационизм, как меня лихо обозвали циником и прошлись детскими грабельками критики редукционизма по моим понятным и доступным тезисам. По редукционизму, как процессе научного познания, только ленивый не топтался. Сейчас даже стыдно сказать, дескать, да, я редукционист. Но если мы посмотрим пристальнее на предмет, вскроются некоторые любопытные вещи.

Что такое редукционизм.
Русскоязычная википедия определяет редукционизм как методологический принцип, согласно которому сложные явления могут быть полностью объяснены с помощью законов, свойственных явлениям более простым (например, социологические явления объясняются биологическими или экономическими законами). Это философское определение в процессе научного поиска выражается в практическом подходе, когда целая система изучается как работа отдельных элементов, при этом пробуют установить причинно-следственную связь этих отдельных элементов. Вряд ли какой ученый действительно держит в голове эти принципы, когда возится с пробиркой в лаборатории, но ретроспективно всегда можно разглядеть этот редукционистский подход в некоторых областях науки.

Проблемы редукционизма с примерами.
Установление причинно-следственной связи. Нашла пример, у человека болит голова. Он съел таблетку и боль прошла. Может быть три причины: 1) изменение восприятия боли – ментальное объяснение; 2)биологический процесс вроде изменения просвета сосудов с помощью мышц; 3) какие-то микрофизические процессы, которые порождаю другие микрофизические процессы.

Редукционист в таком случае говорит, что не все три причины действуют одновременно. Вполне возможно установить иерархию причин и считать головную боль ни чем иным, как биологическим процессом, который обусловнем микрофизическими законами. Как видим, ментальную часть мы сразу как бы исключаем и по большому счету вторая глобальная проблема редукционизма – это встроенная неспособность решить какие-то когнитивные проблемы или даже проблему сознания. В общем-то он и не пытается, но с этим примером проще понять, почему редукционистов считают бесчеловечными циниками.

Если это ясно, двигаемся дальше. С установлением причинно-следственных связей не так просто. Там у редукционизма есть еще одна проблема. Допустим, головная боль имеет биологическую природу и мы не знаем какую. Упрощаем и строим гипотезу на базе уже существующих знаний - изменение просвета сосудов, которые регулируются мышцами, которые есть ни что иное, как совокупностью клеток, в которых работают гены, которые регулируют их работу. Значит, надо найти сигнал, который регулирует их работу и блокировать. По большому счету это и есть современное состояние молекулярной биологии. Но тут есть подводный камень. Гипотеза может быть фальшивой, возможно причина кроется в восприятии болевых сигналов мозгом, но наши измерения все-равно по каким-то причинам будут коррелировать с гипотезой и таким образом мы выведем ошибочную причинно-следственную связь.

И еще один подводный камень буквально там же – множественная реализация. Мы не учли каких-то дополнительных факторов, о которых мы просто еще не знаем. Мы докопались до молекулярного сигнала, вырубили его, а голова все-равно болит, потому что этот сигнал задействован в порождении головной боли другой природы или еще хуже, это привело к каким-то драматическим последствиям. На практике это случается сплошь и рядом. Когда-то встречала сообщение, причем деталей уже не помню, но напою. Маленькая фармацевтическая фирма разработала препарат для лечения, скажем, склероза. Нашли четкий дискретный молекулярный фактор, который его вызывает, наработали против него антитела для блокировки. Протестировали на клетках инвитро, протестировали на обезьянах. Все работает. Нашли добровольцев. Вкололи. Получили массивные некрозы по всему телу.

В этом случае к редукционизму примешивается другой метод научного подхода – индукционизм. То есть экстраполяция наблюдаемого эффекта на целое. Сначала упростили (редуцировали) до молекулярного сигнала, посмотрели как оно работает на отдельных клетках и лихо экстраполировали обратно на целый организм. При этом у индукционизма тоже есть свои проблемы. Напомню пример с цыпленком Рассела. Цыпленка кормят каждый день вкусным зерном. День кормят, другой, третий, неделю и месяц. Цыпленок думает, что теперь так будет всегда (экстраполирует наблюдения), пока его хозяин на откормил и зарезал на суп. Ошиблись в определении цели.

Резюмирую редукционизм вкупе с индукционизмом: Разложили на составляющие, придумали гипотезу как оно может вместе работать, проверили, установили причинно-следственную связь, экстраполировали назад в целое и думаем, что наша картина теперь отображает реальность. Но если учитывать все шансы ошибиться, то получается, что это никуда негодные методы познания реальности. Но.

Давайте сделаем экскурс в генетику и молекулярную биологию.
Сейчас окажется, что все, что мы о нем знаем, это результат редукционного подхода, хоть сама генетика все время об него и спотыкалась. Только ленивый философ не топтался по генетическому редукционизму и страшно его критиковал на всех этапах исследований. Понятию "ген" в прошлом году исполнилось сто лет, есть повод выпить. Ввел его ботаник Йоханнсен для обозначения чисто гипотетической формальной штуки, которая проявлялась во внешних признаках и передавалась от родителей к потомству. Причем еще сам Йоханнсен сильно сомневался, что это дискретная штука. Однако, за сто лет термин пережил звездное время и даже вполне сакрализовался в "Эгоистичном гене", а сейчас мы опять затрудняемся точно сформулировать, что это такое, хоть вовсю им пользуемся. Понятие опять размылось.

Итак, Йохансен сформулировал это как нечто, а несколькими десятилетиями позже установили, что это нечто есть дискретный кусок ДНК. Да-да, вначале была гипотеза, что это кислота. Потом эту кислоту кристализовали и определили структуру, а чуть позже нашли и дискретные гены, которые и определяют конкретные качества организма. Да, теперь внимание, с этого момента уже можно точно предсказывать его наследование и, что очень важно, что карьера термина "ген" состоялась меньше благодаря его возможности что-то предсказать, а больше благодаря структуре и динамике его исследовательского потенциала. Ген - это прежде всего ценный исследовательский инструмент, с помощью которого объяснялись какие-то новые гипотезы. Я не открою большого секрета, если скажу, что сейчас вся молекулярная биология пользуется нок-аутными организмами. Это означает, что для установления причинно-следственных и иерархических связей между молекулами используют организмы, где выключен тот или иной ген. Редукционизм жив и эффективен как никогда.

Здравствуй, системная биология, - сказал редукционизм.

С развитием технологических возможностей вроде секвенирования геномов и использование биочипов в недрах генетики и молекулярной биологии родилась системная биология. Еще не успели просеквенировать геном, как на генетику обрушился шквал критики по поводу ее редукционизма. Дескать, большой миф считать, что расшифруя геном, мы откроем секрет жизни. Жизнь, это нечто больше, сложнее и редукционный подход заведет ее в тупик. Но моськи лают, а генетики знай себе секвенируют. Прочитали. Стало ясно, что действительно сложно, но все еще есть куда упрощать. Накопился материал и теперь с помощью биочипов можно одновременно прослеживать работу многих генов. Подключились биоинформатики со своими алгоритмами, рисуют генные регуляторные нетворки сети. Да к ним плюс еще протеомика, да еще и метаболомика, да с разных организмов, тканей (лазером можно и клеток отдельных нарубить). Много всего в куче, даже картины какие-то вырисовываются причинно-следственных связей. Некоторые даже уже осмеливаются заявлять, что вот, не редукционизм, а почти холизм, настолько оно системно выглядит. Но вот, друзья, сижу я сейчас и медитирую над кластером совместно регулирующихся генов, два десятка из 45 тыщ, которые я исследую. И в этом кластере две трети определены как „Unknown genes“. Угадайте с трех раз, много ли толку мне от такой информации и какой сейчас научный подход я применю? Редукционизм умер, да здравствует редукционизм.

Пришел Крейг Вентер.
Кстати, технологический прорыв Крейга Вентера с искусственной бактерией - это и есть триумф редукционизма. Это удачный пример того, как целое разломали на куски, изучили отдельные функции, редуцировали до минимально функционального генома, собрали искусственно по новой и оно заработало так, как предсказывалось. Попробуйте аргументированно возразить, возможно я ошибаюсь.

Редукционизм и этика.
Как я уже выше отметила, с этикой и сознанием у редукционизма не складывается. И правда, какие тут чувства, если все можно упростить до молекул. У нас тут сознание огого, а редукционисты говорят, что это все химические гормональные сигналы в нейронах. Кроме этого, есть еще один важный общественный момент, связанный с редукционизмом. Просеквенировали геном, определили около 800 генов, которые связаны с заболеваниями, придумали генетический скрининг и тут понеслось. Критики генетического редукционизма справделиво в общем-то заявляют, что эта информация опасна для общества. Во-первых, генетический анализ скажет нам всего лишь на процентную вероятность заболеть. И в этом проценте роль самих генов занимает только какую-то часть. Точно так же, как сознание – продукт взаимодействия химических сигналов материального мозга с окружающей средой, точно также разитие болезней это взаимодействие молекулярных, но генетически опосредованных сигналов с окружающей средой и даже сознанием. И ответ на вопрос, как это именно происходит, редукционизм дать не в силах. Например, генетический скрининг определил мутацию в гене утилизации холестерина, вам кажут, что это означает 60% вероятность заполучить атеросклероз на старости лет. Но эта вероятность может быть 10%, если человек правильно питается. Или генетический скрининг определил серьезный дефект развития, но совместимый с жизнью. Родившийся человек будет болен, проживет возможно мало, но его ощущение полноценности прожитых лет всецело и исключительно зависят от его окружения, а не от генетического дефекта. В таком случае критики редукционизма говорят, что ученые мало смыслят в жизни и пусть придержат язык за зубами со своей ненужной никому информацией.

А критики критиков редукционизма говорят, что у нас есть пропасть между нашими знаниями, полученными редукционным путем и возмножностью их грамотной холистичной утилизации в обществе. Дополнительная генетическая информация могла бы сподвигнуть больше людей заниматься спортом и грамотно питаться. Кстати, замер тепературы по палате утверждает, что сейчас около 60% населения готовы посмотреть в свой геном, но после грамотной предварительной беседы таких остается только 20%.

И на завершение.
Итак, редукционизм остается ценным и действенным исследовательским инструментом как минимум в молекулярной биологии. Редукционисты циники и часто переоценивают свои возможности, как я, хотя и могут ошибаться, как я. Но если они видят границы и предел возможностей метода, то это не страшно, хоть гены им застилают весь белый свет. Весь мир, конечно, сложен и непознаваем. Но я еще парочку новых генов опишу для потомков.

Оставить комментарий

Популярные посты:

• Ранее
• Архив