Опыты межвидовой коммуникации

Место действия

У Института физиологии имени Павлова два адреса в Санкт-Петербурге: вековое здание на Васильевском острове пополам с факультетом психологии СПбГУ и целый комплекс строений в селе Павлово (в составе Колтушского сельского поселения, в обиходе — в Колтушах) в десятке километров от города. В 1930-е годы биостанция в Колтушах должна была превратиться в один из первых наукоградов России. В парке с прудом строились лабораторные корпуса и коттеджи для сотрудников, биостанцию пополняли новые животные, например шимпанзе. Как считают сотрудники, в тот момент институт был фактически «первым Сколково». И несмотря на неожиданную смерть Павлова в 1936 году, институт пережил Великую Отечественную войну (даже шимпанзе вовремя эвакуировали в Казань) и продолжал исследования по многим направлениям физиологии.

Спустя 80 лет после смерти Павлова колтушский комплекс выглядит местом, где время остановилось. Разрушаются когда-то построенные для ученых деревянные коттеджи в парке, а самый большой из них, так называемый дом Павлова, где академик не успел поселиться, сгорел; давно не ремонтировались лабораторные корпуса, в том числе и здание Старой лаборатории с музеем Павлова; последняя колтушская шимпанзе умерла в 2016 году. Впрочем, внешние признаки продолжающегося с 1990-х годов упадка контрастируют с неплохой публикационной активностью ученых института. А недавно оказалось, что физиологи готовы расширить свою активность и за пределы классической научной работы.

К 170-й годовщине со дня рождения первого российского нобелевского лауреата музей в Колтушах, носящий его имя, обновился. Большая часть экспозиции в Старой лаборатории осталась на своих местах: семейная гостиная, маленький кабинет ученого и веранда, где художник Михаил Нестеров [писал] (https://rusmuseumvrm.ru/data/collections/painting/19_20/nesterov_m.v._portret_ivana_pavlova._1930._zh-4341/) его портреты, звуконепроницаемая камера, где ставились эксперименты с собаками. Но историческую часть музея дополнила выставка сайнс-арта в освобожденных от лабораторного оборудования помещениях на первом этаже. И это не просто набор привозных объектов: все работы на выставке делались специально для музея Павлова, большая часть — с консультациями или даже непосредственным участием ученых Института физиологии.

Впустить искусство в храм науки

Около года назад институт начал вместе с петербургской общественной организацией «Техно-Арт-Центр» проект «Новая антропология» под слоганом «Здесь искусство помогает науке понять себя». Почти год художники из сфер медиа-арта, техно-арта, саунд-арта общались с учеными и разрабатывали проекты по тематике института. 15 работ получили поддержку из средств президентского гранта, выигранного «Техно-Арт-Центром» на реализацию проекта. На следующий день после юбилея Павлова музей открыл выставку со всеми разработанными объектами.

Добраться из Санкт-Петербурга в Колтуши несложно, но до сих пор поводов сделать это у горожан не было. Да и в первые выходные после открытия выставки большинство посетителей были местными жителями. Кроме экскурсий по выставке и музею Павлова, в институте организовали семейные научно-популярные мастер-классы. Параллельно в парке прошел спортивный марафон. «Новая антропология» должна стать первым шагом к тому, чтобы комплекс зданий института в Колтушах из заброшенных строений стал просветительским центром.

Удалось ли художникам вместе с учеными создать для колтушского музея объекты, которые станут стимулом для диалога общества и науки? Как минимум диалог между отдельными лабораториями и представителями современного искусства получился, а вот на рядового посетителя выставка производит странное впечатление. 15 представленных на ней объектов (один из них — инсталляция из трех частей) разбросаны по маленьким помещениям бывших лабораторий по обе стороны длинного коридора, облик которого не менялся, кажется, последние лет сорок. Некоторые помещения опустошены полностью, в других сохранили шкафы с лабораторной посудой. Часть объектов теснится в этих помещениях по два и даже по три, так что посетители толпятся, глядя одновременно во все стороны; другие работы, наоборот, выглядят потерянными в пустых комнатах. Контраст технологий, примененных в создании объектов, и потрескавшейся плитки на стенах заставляет искать подвох.

Из 15 объектов пять сделаны художниками совместно с учеными, еще четыре — с консультациями в институте. Среди проектов, в которых ученые напрямую не участвовали, стоит отметить ироничный FANTOM художника Дмитрия ::vtol:: Морозова, который он охарактеризовал как «VR столетней давности». К жесткому стулу прикручены терменвокс и диски Нипкова: художник пытался угадать, каким могло бы быть телевидение 1920-х годов.

Популярен у всех без исключения посетителей Para-Optic-8 Анастасии Алехиной. Его идея основана фактически на истории жульничества с «кожным зрением» (из слова «паранаука» взята первая часть названия) — участнику предлагается надеть на все пальцы рук, кроме больших, веб-камеры, а глаза закрыть специальными очками, в которые передается изображение с камер. Картинка формируется случайным образом после сканирования отпечатка пальца. Один посетитель может получить довольно реалистичную съемку помещения, а другой увидит только неясный разброс пикселей. С задачей дать участнику возможность по-новому взглянуть на мир объект справляется, а особо заинтересовавшимся даже дает повод погрузиться в историю науки.

Более волнующей части истории науки посвящена трехчастная инсталляция «Ожидание» Людмилы Беловой. Эта петербургская художница известна в том числе и по работам на тему блокады Ленинграда, а главной темой работы для «Новой антропологии» выбрала биоэтику. Инсталляция начинается с «ожидалки» для собак, куда их приводили перед экспериментами. Клички на белой плитке, отдельные «загоны» со свисающими ошейниками, безостановочные аудиозаписи рассказов ученых о работе с животными — все заставляет задуматься об отношениях исследователей и собак. Сейчас в институте, кстати, не работают с собаками — большинство физиологических исследований проводятся на грызунах, генетические — на дрозофилах и лишь небольшая часть когнитивных экспериментов — на приматах (в последние годы это в основном макаки-резусы). Для многих экспериментов по изучению, например, зрения и слуха исследователи приглашают людей-добровольцев. Получается, что период активных экспериментов с крупными млекопитающими завершился, и все, что от него осталось, — памятник Павлову с собакой на въезде в научный городок и чучела нескольких животных. Об этом Людмила Белова говорила на одной из дискуссионных панелей в день открытия выставки: связанный с использованием собак в экспериментах пласт этических проблем самой наукой до сих пор не отрефлексирован, и получается, что вместо ученых это делают все подряд, от зоозащитников и журналистов до анонимных «интернет-экспертов». Во время работы над «Ожиданием» художница дала возможность высказаться именно ученым. Другие части инсталляции посвящены будущему, а не прошлому: на многих экранах одновременно идут видеоинтервью биологов, философов, художников об отношениях науки и искусства и о переменах, которые принесет обеим областям искусственный интеллект.

Визуализаторы или исследователи?

Если в проекте Людмилы Беловой ученые были авторами только исходного материала, «сырья», на основе которого выстроилась инсталляция, в пяти работах исследователи-физиологи, биологи и генетики входили в творческую группу. «Художник может не быть визуализатором, не делать какие-то графики и не рисовать картинки, а принимать полноправное участие в научном исследовании», — говорит теоретик искусства и куратор Дмитрий Булатов. В совместных проектах Института физиологии и художников реализовать эту возможность удалось в разной степени.

Один из проектов «Новой антропологии», созданный учеными и художниками совместно от начала и до конца, — «Мы видим, как ты слышишь» Анны Мартыненко и лаборатории физиологии слуха института. На стенде в отдельных ячейках размещены крохотные подсвеченные слайды, на которых руководитель лаборатории Яков Альтман с 1970-х годов фиксировал показатели мозговой активности участников опытов со слухом, силы звуковых сигналов, которые они слышали. Эти слайды — весь материал, который остался от экспериментов докомпьютерной эры, не считая написанных по ним работ. В витрине рядом со стендом авторы проекта разместили коробку, в которой они обнаружили пленку с изображениями. Такой старый материал скорее всего отправился бы на помойку, но так вышло, что сотрудница лаборатории Варвара Семенова как раз искала тему для «Новой антропологии». В итоге они с Анной Мартыненко посвятили проект научной графике. По данным на самих слайдах и в работах Альтмана ученые восстановили содержание экспериментов. Созданный для выставки объект интерактивен: посетитель может нажать кнопку рядом с любым из микрослайдов, чтобы увидеть его увеличенное анимированное изображение на экране, а в наушниках услышать звуки, использованные во время оригинального опыта, и рассказ Варвары Семеновой о его научном содержании.

Например, можно узнать, как отличается от здорового восприятие перемещения звука в пространстве у больных эпилепсией или какие акустические сигналы требуют от мозга больше усилий на обработку. В целом все это выглядит как популяризация, расшифровка непонятной микрографики из лаборатории для широкой публики, и художественная составляющая объекта неочевидна. Для авторов проект стал возможностью обдумать и показать зрителю переход из аналога в цифру, зафиксировать в одном объекте ушедшее время и актуальность научного эксперимента. Но, как призналась первым зрителям после открытия выставки Варвара Семенова, осовремененная подача информация об экспериментах неокончательная: «У нас не было времени протестировать объект по-настоящему, и цифровую часть объекта мы можем улучшать. На мой взгляд, у экспоната может быть дальнейшая жизнь».

Более эффектно работает со звуком проект художника Бориса Шершенкова и биолога Олега Ветрового «Нейрогармониум», который, как ни странно, не имеет отношения к физиологии слуха. Отправной точкой проекта, по словам Шершенкова, стало слово «спектр». Изучая белковый состав мозга, Олег Ветровой работает со спектрами распределения белков по массе, а для саунд-художника Шершенкова важнее спектры распределения частот в музыке. Из объединения двух разных значений и появился необычный вариант синтезатора.

Задача была в том, чтобы через звук показать отличия между отделами мозга и разными его стрессовыми состояниями. Ветровой провел для проекта исследование белкового состава разных отделов мозга крыс, переживших гипоксию, черепно-мозговую травму или посттравматическое стрессовое расстройство. Визуально распределение белков по массе во всех этих состояниях отличается не слишком сильно, и неспециалисту точно будет неинтересно вглядываться в отличия. Авторы предположили, что, если молекулярные массы белков считать частотами звука, а их распределение — его тембром, разница станет более заметной, ведь звук понятнее человеку, чем результаты электрофореза. В итоге, если провести наедине с «Нейрогармониумом» достаточно времени и притерпеться к его пронзительному «голосу», действительно можно услышать, чем отличаются ПТСР и инсульт.

Не менее странными звуками на зрителей реагирует еще один объект — аудиовизуальная скульптура «Кибернетическая обезьяна». Ее разработали медиахудожник Юрий Дидевич и ученые группы физиологии сенсорных систем приматов под руководством Алексея Хараузова. Как и еще несколько проектов выставки, эта работа посвящена сложностям коммуникации человека с другими видами. Но она отсылает и к другим идеям, например к трансгуманистической мечте о загрузке человеческого интеллекта в память компьютера. Скульптура — попытка воспроизвести в искусственном объекте реакции живого существа, макаки-резуса Юпитера. Нейронная сеть, на основе которой построен объект, обучалась по данным о электрофизиологических реакциях мозга Юпитера на разные стимулы. В лаборатории Института физиологии обезьяны учатся решать когнитивные задачи, например, оценивают, в каком изображении на мониторе больше вертикальных элементов, смотрят видеозаписи о других приматах и так далее.

Коммуникацию со скульптурой построить непросто, хотя многие посетители пытались: говорили «обезьяне» ласковые слова, поглаживали ее «голову» или, наоборот, пугали резкими движениями. Отвечать скульптура может яркими изображениями на экране планшета или звуком, имитирующим вокализацию обезьян, но понять суть реакций оказалось сложно. Эмоции настоящих животных и так не всегда соответствуют тому, как их воспринимают люди, а пропущенные через компьютерную обработку, они еще искажаются и упрощаются. Искусственным интеллектом, предупреждает художник, назвать систему нельзя: это только попытка воспроизведения реакций обезьяны. Ключевая тема проекта — алгоритмы, которые определяют поведение реальных животных, и принципиальная возможность их переноса в электронную среду.

Отчасти схожая по теме работа To Bee посвящена взаимодействию человека и пчел, а точнее, языку, на котором они могут понять друг друга. Правда, звуковые эффекты (а гудение улья — один из самых важных сигналов для всех, кто работает с пчелами) реализовать не удалось. Вместо этого авторы сосредоточились на объяснении людям запахов, которые что-то значат для пчел. Проект потребовал многомесячной подготовки, хотя в итоге и занял совсем небольшой угол в одном из помещений музея. Художницы Наталья Федорова и Елена Никоноле вместе с нейробиологом Татьяной Зачепило выясняли, какие запахи, распознаваемые и человеком, становятся для пчелиного улья сигналом тревоги или поводом для «радостного» роения. Например, запах апельсина, который для большинства людей связан с праздником, явно заставлял пчел в эксперименте тревожиться. Конечной идеей проекта было найти такие запахи, которыми можно было бы пометить сотовые вышки и другие действительно опасные для пчел объекты. Пока же посетитель может вдохнуть запах из маски и посмотреть, что он значит для пчел и как это было установлено.

Проект, о научном значении которого авторы говорят с уверенностью, работает с темой эволюции и родства всего живого. «Ткань жизни» — это буквально шарфик, который непрерывно вяжется на автоматизированной вязальной машине без участия человека. Необычным его делают два момента: основой черно-белого узора стали совпадения в геномах человека и дрозофиллы, а меняется эта матрица, когда лицо случайного посетителя смешивается с фотографией случайной мушки.

В основе проекта, рассказала на конференции после открытия выставки художница Владлена Громова, лежало желание найти генетическую общность между разными живыми системами и выразить ее через бинарный код. Нейробиолог Александр Журавлев участвовал в проекте очень активно. Если до этого он искал гомологичные по строению гены в геноме дрозофилы, то благодаря художникам расширил границы поиска и создал алгоритм, который искал повторы одних и тех же фрагментов в генах Х-хромосомы и мушек, и людей. Как выяснилось, чаще всего полностью повторяются в гомологичных генах двух видов последовательности длиной в 16 нуклеотидов. Условно авторы проекта назвали находку «атом эволюции». Именно на участках ДНК такой продолжительности сходство между дрозофилой и человеком оказывается максимальным: более длинные фрагменты совпадают реже, а совсем короткие совпадения неспецифичны и зачастую повторяются даже в неродственных генах. «Теперь нужно понять, есть ли у этих генов (где повтор последовательностей есть и у человека, и у дрозофилы — прим.Indicator.Ru) сходство на функциональном или эволюционном уровне и что в составе этих фрагментов заставляет их быть устойчивыми», — поделился со зрителями на одной из конференций перед открытием выставки Журавлев.

Идея показать зрителю генетическую связь в вязаном узоре возникла у художников еще до того, как ученый нашел интересовавшие их пересечения, но облик сайнс-арт-объекта определился только в последние месяцы. Узор для вязания был подобран через бинарный код: если в участке генома дрозофилы, который сопоставляется с одной петлей в вязании, есть повтор той же последовательности из 16 нуклеотидов, что в гомологичном человеческом гене, петля должна вязаться нитью одного цвета, если нет — второго. Так получились черные «пиксели» на белом фоне. Но авторам было важно показать и случайность мутаций, и ее добавили на основе внешности посетителей (с персональными генетическими кодами было бы, конечно, сложнее). Веб-камера, установленная на объекте, время от времени улавливает в помещении человеческое лицо (а иногда по ошибке — стул, раковину, шкаф или другой элемент обстановки), алгоритм распознает его и превращает, смешивая со случайно выбранной фотографией дрозофилы, в новую вариацию на основе первоначального узора. Вариации незначительны, но на самом деле, уверяют авторы, каждый новый повтор узора отличается от предыдущих. Художники предлагают зрителю пофантазировать, как в будущем одежда может стать отображением индивидуального генома. А Александр Журавлев рассчитывает на рост интереса к генетике: может быть, подержав в руках «Ткань жизни», люди больше увлекутся изучением связей между всем живым.

Уже за первый день выставки шарф «Ткани жизни» дотянулся до пола, запахами груши и апельсина из «To bee» пропахла половина экспозиции, а ошейники из «Ожидания» заполонили инстаграм (во всяком случае, если вы подписаны на научных журналистов, пиарщиков и музейщиков).

Организаторы выставки пока не знают, сколько она проработает в музее: может простоять год, а может и исчезнуть через несколько месяцев. И даже если искусство пока не слишком помогло науке лучше понять себя и по-новому отнестись к своему предмету (все-таки участие ученых в проекте оказалось неравномерным), оно точно помогло исследователям увидеть, как на их работу смотрит общество, какие темы вызывают больше интереса, что привлекает детей с соседних улиц, а что — художников.

Понравился материал? Добавьте Indicator.Ru в «Мои источники» Яндекс.Новостей и читайте нас чаще.

Подписывайтесь на Indicator.Ru в соцсетях: Facebook, ВКонтакте, Twitter, Telegram, Одноклассники.