Илюзията за индивидуалност: Колко „нас“ има в нас?

Във всекидневното възприятие човекът съществува като автономна, неделима единица. Възприемаме една съвсем ясна граница между „аз“ и външния свят – тази граница минава по повърхността на кожата ни. Субективното ни усещане за себе си ни казва, че притежаваме физическа цялост и биологична независимост. Съвременната наука обаче, използвайки данни от геномиката, микробиологията и квантовата физика, постави под въпрос тази интуитивна сигурност.

Детайлното изследване разкрива, че човешкият организъм изобщо не е монолит. По-скоро той е сложна, динамична система, в която собствените му елементи са неотделими от чуждите компоненти и фундаменталните физични полета. За да разберем какво всъщност представлява човешкото същество, е необходимо да разложим структурата му на три основни нива: клетъчно, генетично и атомно.

Първото ниво: микробната екосистема и концепцията за холобионта

Дълго време в биологията доминираше антропоцентричният модел, който разглеждаше микроорганизмите като патогени или незначителни спътници. През 70-те години на миналия век се появява хипотеза, според коятов човешкото тяло има десет пъти повече бактериални клетки, отколкото собствените. Това твърдение се утвърди в научната и популярната литература, създавайки образа на човека като „средство“ за микробите.

През 2016 г. екип от биолози извърши ревизия на тези данни, като използва съвременни методи на поточна цитометрия и ДНК секвениране. Оказа се, че старите изчисления са били неточни. Действителното съотношение е около 1,3 към 1 в полза на микроорганизмите. Тялото на конвенционалния „референтен човек“ (мъж, височина 170 см, тегло 70 кг) съдържа около 30 трилиона собствени клетки и около 39 трилиона бактериални клетки. Въпреки че разликата в броя е намаляла, фактът остава непроменен: по брой на клетъчните единици човекът е в малцинство в собствената си биологична обвивка.

Само че простата аритметика не отразява същността на взаимодействието. По-важен е не броят на клетките, а тяхната функционална интеграция. Съвкупността от гените на микробиотата (микробиомът) е стотици пъти по-голяма от човешкия геном. Това означава, че бактериите внасят в тялото ни огромно количество биохимични инструменти, които самият организъм не притежава.

Метаболитната интеграция

Човешките ензими не са в състояние да смилат редица видове сложни въглехидрати и растителни влакна. Еволюцията е прехвърлила тази функция на микроорганизмите в дебелото черво. Бактериите ферментират хранителните влакна, като ги превръщат в късоверижни мастни киселини (напр. бутират, пропионат, ацетат). Тези вещества служат като основен източник на енергия за чревните епителни клетки и участват също така в регулирането на метаболизма на глюкозата и липидите в целия организъм.

Освен това микрофлората поема функцията на химичния синтез. Човешкият организъм е загубил способността си да произвежда някои жизненоважни съединения. Бактериите синтезират витамин К, необходим за съсирването на кръвта, и витамини от група В (включително биотин и фолиева киселина), които са от решаващо значение за клетъчното делене и функциите на нервната система.

Имунологичното обучение

Имунната система на човека не се ражда готова да работи – тя се обучава чрез взаимодействието с микробиотата. Чревните бактерии непрекъснато взаимодействат с лимфоидната тъкан, като изпращат сигнали, които персонализират имунния отговор. Те помагат на организма да калибрира отговора, така че имунната система да атакува опасните патогени, но да не реагира агресивно на безопасните антигени от храната или собствените тъкани. Нарушаването на този диалог е свързано с увеличаване на автоимунните заболявания и алергиите.

Невробиологичната връзка

Най-интересно е влиянието на микробиотата върху нервната система. Съществува двупосочна комуникационна магистрала, известна като оста черва-мозък. Комуникацията се осъществява чрез блуждаещия нерв, както и чрез хуморални механизми. Чревните бактерии произвеждат невроактивни вещества, включително гама-аминомаслена киселина (GABA), серотонин и допамин. Повече от 90% от серотонина в организма се синтезира именно в стомашно-чревния тракт, а не в мозъка.

Проучванията показват, че бактериалните метаболити са в състояние да преминат кръвно-мозъчната бариера и да повлияят на функционирането на невроните. Промените в състава на микробиотата корелират с нивата на тревожност, толерантността към стреса и когнитивните способности. В съвременната биология терминът „холобионт“ все по-често се използва за описание на човека – суперорганизъм, чиято жизнеспособност се осигурява от неразривната симбиоза между домакина и неговите микроскопични съжители.

Второто ниво: генетичната мозайка и вирусното унаследяване

Представата за ДНК като уникален план, определящ човешката изключителност, също се нуждае от корекция. Секвенирането на геномите на различни видове показа висока степен на консервативност на живата материя.

Хората споделят около 98-99% от генетичната си последователност с представителите на разред примати, по-конкретно с шимпанзетата. Сходството с други бозайници, например с мишките, е от 85 до 90%. Това се обяснява с общия анатомичен план и физиологичните процеси при всички плацентни животни.

Генетичното родство обаче се простира много по-дълбоко. Анализът показва наличието на т.нар. ортоложни гени – последователности, които произхождат от общ прародител и изпълняват сходни функции в напълно различни организми.

• Около 30% от човешките гени имат функционални аналози в дрождите (едноклетъчни гъби).
• Около 20-25% от генома показва сходство с генома на растенията.

Това не означава, че хората са част от гъбичките или растенията. То показва, че основните механизми на живота – репликация на ДНК, транскрипция на РНК, синтеза на протеини, клетъчно дишане и цикъл на клетъчно делене – са се формирали в началото на еволюцията на еукариотите, преди милиарди години. Природата е съхранила тези ефективни молекулярни машини, като ги е модифицирала незначително по време на еволюцията.

Хоризонталният трансфер и ендогенните ретровируси

В допълнение към унаследяването на гените от преките предци (вертикален трансфер), хоризонталният трансфер на гени също е изиграл роля при формирането на човешкия геном. Този механизъм включва прехвърляне на генетичен материал между организми, които не са родители, и потомство, често принадлежащо към различни видове.

Най-яркият пример е наличието на следи от древни вирусни инфекции в човешката ДНК. Около 8% от човешкия геном е съставен от ендогенни ретровируси (HERV). Това са остатъци от вирусния генетичен код, който преди милиони години е бил вграден в половите клетки на нашите предци и фиксиран в наследствеността.

Дълго време тези участъци са били смятани за „отпадъчна ДНК“, която не носи функционален товар. Съвременните изследвания обаче показват, че някои вирусни гени са били „опитомени“ от еволюцията и сега изпълняват критични функции. Например гените, отговорни за формирането на синцитиотрофобласта – слоя на плацентата, който позволява обмяната на веществата между майката и плода и предпазва плода от майчината имунна атака, са с вирусен произход. Всъщност развитието на плацентата при бозайниците, включително хората, е станало възможно чрез заимстване на механизма за сливане на клетки от древни вируси.

Така че генетичната уникалност на хората не е изградена от принципно нови елементи, а от сложна комбинаторна работа. Различията се определят не толкова от самите гени (които са предимно универсални), колкото от епигенетичната регулация – сложна система от превключватели, които определят кога, къде и с каква интензивност да работи определен участък от ДНК.

Третото ниво: Физическата структура и природата на материята

Докато биологията размива границите на индивида чрез симбиозата и генетичното наследство, физиката поставя под въпрос самата материалност на тялото.

Човешкото тяло е съставено от молекули, които на свой ред са съставени от атоми. Класическият планетарен модел на атома (при който електроните се въртят около ядрото като планети около звезда) е силно опростен и не отразява реалната картина. От гледна точка на квантовата механика и физиката на елементарните частици атомът е структура със силно неравномерно разпределение на масата и пространството.

Повече от 99,9% от масата на атома е концентрирана в неговото ядро, което се състои от протони и неутрони. Самото ядро обаче заема незначителен обем спрямо общия размер на атома. Ако си представим мащаба, разстоянието между ядрото и електронните обвивки е огромно. Огромната част от обема на атома не е запълнена с ядрена материя.

Природата на електроните и илюзията за твърдост

Пространството около ядрото не е празно в обикновения смисъл на думата, но не е и запълнено с твърда материя. Електроните, които определят химичните свойства на атома и неговия размер, не са твърди частици, движещи се по фиксирани траектории. Според принципа на неопределеността и корпускулярно-вълновия дуализъм електронът се описва с вълнова функция. Тя съществува като „облак от вероятности“ – област от пространството, в която е най-вероятно да се намира електронът в даден момент.

Следователно човешкото тяло на фундаментално ниво не е плътна опаковка от твърди частици, а сложна конфигурация от квантови полета и енергийни състояния.

Въпросът защо се усещаме като твърди тела и не преминаваме през стените се обяснява с взаимодействието на фундаменталните сили, на първо място – електромагнетизма. Когато пръстът на човек докосне повърхността на предмет, атомите на кожата и атомите на предмета не влизат в пряк физически контакт (атомните ядра никога не се докосват при нормални условия).

Усещането за допир се дължи на силите на електростатичното отблъскване. Отрицателно заредените електронни облаци на атомите на ръката се отблъскват от отрицателно заредените електронни облаци на атомите на обекта (според принципа на Паули за забрана фермионите не могат да бъдат в едно и също квантово състояние). Нервните окончания регистрират тази отблъскваща сила и я интерпретират като усещане за твърдост.

Всъщност това, което се възприема като материя на физическото тяло, е проява на взаимодействието на полетата в пространството. Ако електромагнитното взаимодействие хипотетично бъде изключено, човешкото тяло моментално ще загуби структурата си и способността да взаимодейства със заобикалящата го материя, защото силата, която държи атомите и молекулите заедно, ще изчезне.

Обобщение: идентичността като процес

Анализът на структурата на човека на различните нива на организация на материята води до заключението, че концепцията за автономния Аз е по-скоро психологически и социален конструкт, отколкото строго биологичен или физически факт.

1. От биологична гледна точка организмът е отворена екосистема, в която човешките клетки съжителстват и си сътрудничат с трилиони микроорганизми, без които оцеляването е невъзможно.
2. От генетична гледна точка човешкото същество е мозайка, съставена от универсални блокове на живота, общи за целия жив свят, и включва фрагменти от кода на древните инфекциозни агенти.
3. От физическа гледна точка тялото е динамична пертурбация на квантови полета, поддържани в стабилно състояние чрез фундаменталните взаимодействия.

Това не означава, че човешките същества не съществуват. Означава, че същността на човешкото съществуване се крие не в материалното, а в структурата и процеса. Уникалността на човека се появява като емерджентно свойство – качество, присъщо на системата като цяло, но не и на отделните ѝ компоненти.

Съзнанието, паметта и самовъзприемането са резултат от най-сложната организация на материята. Електрическата активност на невронните мрежи на мозъка, поддържана от биохимията на микробиотата и работеща според правилата, записани в древния генетичен код, поражда феномена на субективния опит. Човекът не е съвкупност от атоми или клетки, а непрекъснат процес на взаимодействие на информация, енергия и материя.