Iluze opotřebovaného stroje a informační krize

Když přemýšlíme o vlastním stárnutí, obvykle saháme po naprosto chybné, mechanické metafoře. Představujeme si naše tělo jako staré auto. Léta ježdění obrousila pneumatiky, převodovka dře na sucho, tlumiče praskají a motor po stovkách tisíc kilometrů zkrátka ztrácí výkon. Tento pohled je intuitivní, ale z hlediska fyziky a biologie fundamentálně špatný.

Lidské tělo totiž není auto vyjeté z tovární linky. Auto se neumí samo opravit, když mu poškrábete lak. Vaše tělo to umí. Jsme neuvěřitelně sofistikovaná, dynamická a samo-se-udržující síť, která vznikla masivním paralelním výpočtem a která má ve svém zdrojovém kódu naprogramovanou schopnost neustále nahrazovat poškozené uzly (buňky) novými.

Z fyziologického a kybernetického hlediska není stárnutí o tom, že by nám „došel materiál“. Stárnutí je informační krize. Je to postupná, plíživá degradace komunikační sítě.

V mládí je náš biologický internet dokonale propustný, data létají bez latence a systém má k dispozici tisíce záložních serverů pro případ výpadku. Ale jak roky plynou, entropie (neúprosný vesmírný chaos) začíná v tomto softwaru hromadit kritické chyby. Síť ztrácí hustotu, staré servery se odmítají vypnout a tělo začne lepit propadávající se infrastrukturu tou nejlevnější možnou ucpávkou. Přestáváme stárnout jako stroje; stárneme jako přetížené IT korporace, které ztratily kontrolu nad vlastním kódem.

Aby tělo mohlo efektivně fungovat, má k dispozici elegantní bezpečnostní protokol. Když buňka utrpí fatální poškození své DNA (například radiací z UV záření) a už nedokáže plnit svou funkci, její vnitřní diagnostika to rozpozná a spustí apoptózu – programovanou buněčnou smrt. Uzel se tiše odpojí od sítě, smaže svá data, rozpadne se a uvolní místo čerstvé, mladé buňce. Je to dokonalá, čistá odinstalace poškozeného programu.

Ale co se stane, když se poškodí právě ten kód, který má tuto sebevraždu spustit?

Vzniká takzvaná senescentní buňka. Ve vědecké i IT komunitě se jí trefně přezdívá „Zombie buňka“. Na rozdíl od rakoviny, která je agresivním odpadlickým uzlem hrajícím na sebe a zběsile se množícím, zombie buňka se nedělí. Vlastně nedělá vůbec nic užitečného. Jen stojí na místě a odmítá umřít.

Z kybernetického hlediska je to mrtvý proces na pozadí systému, který nejde ukončit. Ale problém je mnohem horší. Tato zombie buňka zpanikaří. Zjistí, že je poškozená, a začne do svého okolí hystericky vypouštět masivní koktejl zánětlivých chemikálií (tzv. SASP - Senescence-Associated Secretory Phenotype).

Fyzikálně to funguje jako lokální DDoS útok (Distributed Denial of Service) na okolní tkáň. Zánětlivé chemikálie vytvářejí tak neprostupný informační a chemický šum, že okolní, naprosto zdravé buňky přestanou být schopné komunikovat se zbytkem sítě. Představte si obří open-space kancelář, kde jeden úředník dostane mrtvici, ale místo aby odešel do nemocnice, začne stát uprostřed místnosti a nepřetržitě z plných plic řvát. Nikdo kolem něj už nedokáže pracovat. Zdravé buňky v dosahu tohoto křiku se postupně samy poškodí a stanou se z nich další zombie. Síť je spamována k smrti zevnitř.

S přibývajícím věkem se tělo potýká nejen se zombie uzly, ale i s nedostatkem kvalitních náhradních dílů (kmenových buněk). Kdykoliv v mládí dojde k poškození svaloviny srdce nebo plic, síť vyšle na místo specializované dělníky, kteří vybudují novou, elastickou a funkční tkáň. Systém opraví poškozený optický kabel novým optickým kabelem.

Ale u starého organismu tento logistický řetězec vázne. Kmenových buněk ubývá a tělo si už nemůže dovolit nákladnou rekonstrukci. Příroda se proto uchýlí k drastickému, krizovému řešení. Místo toho, aby díru v síti opravila plnohodnotným uzlem, jednoduše ji zaleje tou nejlevnější strukturální hmotou, jakou má k dispozici: kolagenem.

Tomuto procesu se říká fibróza. Z pohledu architektury sítí je to čirá tragédie. Kolagen je mrtvé lešení. Je to pevný, tuhý protein, který nedokáže vést elektrické signály, nedokáže se smršťovat a nepřenáší kyslík. Představte si, že se vám přetrhne jemný svazek datových optických kabelů a vy ho ve snaze zachránit statiku budovy zalejete surovým betonem. Budova sice nespadne, ale komunikace je navždy přerušena.

Jak léta běží, naše vnitřní orgány (srdce, játra, plíce) se pomalu plní těmito betonovými, fibrotickými jizvami. Srdce ztrácí svou pružnost, pumpuje krev s obrovským třením a termodynamická účinnost systému drasticky padá. Naše orgány doslova tuhnou v mrtvém lešení, které jen brání úplnému kolapsu, ale nepřináší žádný život.

Nejděsivější projev informační degradace se však odehrává v temnotě naší lebky. „Náš mozek není magická duše, ale roztříštěná síť 86 miliard neuronů, která vytváří iluzi „Já“ pomocí plošných Broadcast signálů.“

Aby tento Broadcast signál (vědomí) mohl problesknout celým mozkem naráz a my si dokázali vybavit vzpomínku nebo vymyslet myšlenku, neurony musí být spojeny biliony mikroskopických datových mostů – synapsí. V mládí je mozek takzvaně „hustý“. Má neuvěřitelné množství alternativních spojení. Když se učíte nový jazyk, stavíte nové dálnice.

Proces neurodegenerace a stárnutí mozku (v jeho extrémní formě známý jako Alzheimerova choroba) není primárně o tom, že by neurony hromadně umíraly. Začíná to mnohem plíživěji. Začíná to neúprosným odstřiháváním synapsí. Jak se v mozku hromadí toxický odpad (amyloidní plaky), tyto usazeniny fungují jako izolant, který fyzicky rozleptává a přeřezává datové spoje mezi uzly.

Síť ztrácí svou hustotu. Optické kabely praskají jeden po druhém. Co se stane v praxi? Pokusíte se vyslat Broadcast signál – chcete si vzpomenout na jméno své vnučky. Jméno je na pevném disku stále bezpečně uloženo. Ale signál k němu nedorazí. Datový paket se ztratí v mrtvé zóně, protože dálnice, která k němu vedla, byla přerušena.

Jak toto odstřihávání kabelů pokračuje, izolované okrajové uzly, ke kterým už nevede žádný signál, usínají a atrofují z nedostatku využití. Vnitřní svět se začne fyzikálně smršťovat. Světla v gigantické serverovně jedno po druhém zhasínají, až nakonec zbudou jen ty nejprimitivnější sub-rutiny pro dýchání a polykání. Vědomí, onen plošný informační záblesk, už zkrátka nemá po čem proběhnout.

Všechny tyto procesy – křičící zombie buňky, tuhnoucí fibróza a řídnoucí mozek – vedou k finální, smrtící fázi vývoje každé sítě. Ke ztrátě redundance a vzniku takzvané Síťové křehkosti (Network Fragility).

Mladé tělo je neuvěřitelně robustní. Z pohledu kybernetiky disponuje masivní redundancí. Pokud v mládí jeden orgán na chvíli zhavaruje, systém okamžitě přesměruje zátěž (routing) jinudy. Krevní oběh zvýší tlak, játra zapnou záložní chemické cesty, imunita aktivuje sekundární servery. Máte deset záložních generátorů. Když jeden spadne, ani si toho nevšimnete.

Staré tělo žádné zálohy nemá. Zombie buňky spotřebovávají zbytky výpočetní kapacity imunity. Fibróza snížila propustnost cév na limitní minimum. Mozek jede na posledních fungujících linkách. Systém běží s nulovou tolerancí pro chyby. Vše je napnuto k prasknutí.

A pak přijde to, co fyzikové označují jako spouštěč Kaskádového selhání (Cascading Failure).

Známe to z energetiky. Když v přetížené elektrické síti (blackout) spadne jeden jediný sloup vysokého napětí, proud si musí najít jinou cestu. Naleje se do vedlejší linky. Ta ale není stavěná na takovou zátěž, přehřeje se a spadne taky. Výpadek se v milisekundách řetězově rozlije přes celý kontinent a uvrhne desítky milionů lidí do tmy.

V křehké biologické síti starého člověka má tento první padlý sloup obvykle banální podobu. Může to být mírná virová infekce plic nebo uklouznutí na koberci a zlomený krček stehenní kosti.

V mladém těle je to rutinní oprava. Ve starém těle se strhne apokalypsa. Zlomená kost vyžaduje masivní nasazení imunity a zánětlivé reakce na hojení. Zánět zvýší požadavky na dodávku kyslíku. Fibrotické, tuhé srdce nedokáže zvýšit tepový objem, aby tento kyslík doručilo. Klesne průtok krve do ledvin. Ledviny, které jedou na dvacet procent kapacity, nedokážou vyčistit toxiny z krevního řečiště a zkolabují. Toxiny zaplaví už tak řídkou nervovou síť, což způsobí akutní delirium. Uživatel ztrácí vědomí a dýchací centrum vynechává.

Zhavaroval jeden uzel a strhl s sebou do propasti celý systém. Během několika hodin se biliony buněk ocitají bez kyslíku a bez vedení. Dohoda, která je držela pohromadě po desítky let, je definitivně rozvázána. O tom, jak probíhá tento konečný, elegantní návrat uspořádané informace zpět do chladné náruče vesmírného chaosu – a proč je smrt z hlediska fyziky jen hlubokým úlevným výdechem –, si zcela bez patosu pojednáme v dalším vhledu do architektury našeho konce.

Zdroje a doporučené čtení: