Russell Hanson vuole creare un backup del vostro cervello

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Avete mai desiderato una copia del vostro cervello? Mettiamo caso che facciate un incidente in macchina, uno di quelli pesanti—non sarebbe bello sostituire il cervello danneggiato con un’esatta riproduzione di com'era prima dell'incidente? O magari potreste anche metter su una collezione di cervelli, ognuno contenente sogni, pensieri e ricordi diversi che racchiudono le vostre varie vite e personalità. Un meccanismo del genere potrebbe tornare utile quando cercate invano di sbarazzarvi delle vostre inibizioni in certe situazioni. Come per esempio la paura di chiedere appuntamenti a persone fighe, l’ansia del bungee jumping, o la scarsa attrazione per la tecnologia sfrenata che un giorno potrebbe essere in grado di far diventare tutto questo realtà.

In molti ci stanno provando. Il mese scorso in Giappone hanno tentato di simulare un secondo di attività cerebrale con un super computer; nell'estate del 2013 alcuni scienziati tedeschi hanno svelato un modello digitale in 3D della mente umana in alta risoluzione; e ad aprile l’amministrazione Obama ha annunciato il lancio della BRAIN Initiative, programma di ricerca che sarà completato tra più di dieci anni e con costi stimati intorno alle centinaia di milioni di dollari. Qual è l’umile obiettivo della ricerca? Disegnare una mappa cerebrale di ogni singolo neurone delle decine di miliardi che risiedono nel nostro cervello, al fine di creare un “connettoma” , una mappa comprensiva delle connessioni neurali del cervello.

In teoria, un connettoma completo della mente umana diventerebbe una copia del percorso che intercorre tra ogni memoria, pensiero ed esperienza che una persona abbia mai avuto. Le implicazioni di questo tipo di conoscenza profonda delle nostre funzioni cerebrali sono di ampia portata, ma a questo stadio anche altamente speculative.

Le attuali procedure per immortalare un'immagine del cervello a livello microscopico fanno perdere un sacco di tempo, sono costose e richiedono l'intervento diretto sul cervello studiato. Ma grazie all’inconsueta e robotica velocità con cui marcia il progresso, la tecnologia necessaria è già in via di costruzione e miglioramento, tanto che alcuni scienziati sono convinti che l’essere umano sarà in grado di scaricare e immagazzinare copie del proprio cervello entro i prossimi due decenni. Naturalmente i laboratori di tutto il mondo stanno facendo a gara per arrivare primi alla scoperta del secolo, ma non ne ho trovati molti in procinto di vendere il prodotto finale.

E poi ci sono loro, Brain Backups. Guidata dal 32enne Russell Hanson, la startup neuroinformatica ha come obiettivo quello di mappare la mente umana in modo non invasivo né distruttivo. Mentre altri gruppi di ricerca sono formati e sovvenzionati da agenzie governative, Brain Backups spera di raccogliere denaro tramite il crowdfunding, per poi offrire in futuro l’archiviazione di tutti i neuroni e le sinapsi. Quanto il connettoma possa essere utile ad una persona media al giorno d’oggi è ancora da vedere, ma ho chiamato Russell per sentire cosa ne pensa.

Russell Hanson

VICE: Mi fa male la testa al solo parlare di scienza, Russell. Puoi spiegarmi in termini più semplici possibili cosa fa la tua compagnia o cosa si propone di fare?
Russell Hanson: Il nostro team sta sviluppando una serie di strumenti per mappare il cervello in maniera non invasiva né distruttiva. All’inizio c'era bisogno di tagliare il cervello in parti molto sottili che venivano poi disposte su un microscopio elettronico, un metodo estremamente costoso e lento. Volevamo accelerare i tempi così che i ricercatori potessero osservare come la mente cambia nel tempo senza distruggere il cervello ogni volta.

Ok. E come funziona?
Ovviamente si parla di esperimenti sugli animali. Noi siamo una piccola azienda con un grande obiettivo. Abbiamo ingegneri di talento, scienziati e designer del MIT, Harvard, UCLA, biotecnici e farmacisti, e anche la comunità di biologia sintetica di Boston. Il nostro obiettivo è realizzare questo progetto in maniera economica e non distruttiva, così che tutti possano avere un’immagine del loro cervello nello stesso modo in cui è possibile mappare il proprio genoma, a un prezzo abbordabile e usando un servizio che ti permette di testarti personalmente, come 23andMe. Mi sono interessato all’argomento un po’ di anni fa quando durante una lezione al MIT chiesi quando spazio ci vuole per immagazzinare i contenuti di un cervello umano. Da allora la cosa si è fatta sempre più interessante.

Quanto spazio ci vuole?
Dipende molto da quanto è dettagliata l'informazione che vuoi archiviare. Puoi immagazzinare una gamma di informazioni che varia dai 1.000 ai 10.000 terabyte. Con una compressione potrebbe volerci anche meno—questa stima è per l'informazione non compressa.

Ma la tecnologia che vuoi usare esiste già, almeno?
La tecnologia in sé esiste, ma è tremendamente lenta e ha costi proibitivi. Il nostro equipaggiamento è reale, non stiamo lavorando con un equipaggiamento ipotetico. Il tutto diventa sempre più semplice, come la costruzione di un progetto qualsiasi. Ford non ha iniziato con il suo modello del 2013, ha iniziato con il modello T del 1908, la prima macchina che il ceto medio si sia potuto permettere. Prima di questi c’erano i prototipi: ne hanno fatti 19 prima di arrivare al Modello T. L’obiettivo generale quando ho iniziato questo progetto al MIT era di creare una mappa personale del cervello a un prezzo abbordabile per qualunque cittadino del ceto medio.

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Al momento, quanto costerebbe fare un backup del proprio cervello, e cosa si acquisterebbe esattamente?
Questo è il prezzo corrente di “ricerca e sviluppo”, non il prezzo del prodotto, che sarà inferiore. La stima attuale varia dai 1,5 milioni di dollari (circa 1,1 milioni di euro) ai 3 milioni (circa 2,2 milioni di euro) per avere un’immagine del cervello ottenuta con un microscopio ottico in modo distruttivo. Darebbe sì un’immagine completa del cervello, ma al prezzo di distruggerlo durante il processo. Questo metodo offrirebbe una serie di immagini che possono essere usate per ideare una ricostruzione dell’intero circuito cerebrale.

Altri sistemi usano nanoparticelle, biologia sintetica, raggi X o risonanze magnetiche che possono ridurre in modo significativo i costi e che non obbligano a distruggere il cervello durante la scansione. Il prezzo per l’alta capacità di trasmissione delle sequenze di un genoma è calato recentemente, ora costa dai 3.000 ai 4.000 dollari e ci sono metodi che sono in procinto di usare questi procedimenti più economici per ottenere informazioni di connessione cerebrale ad alta risoluzione. Il punto focale del nostro lavoro è proprio abbassare i costi in modo significativo, semplificare i dati, renderli più utili, e costruire un’interfaccia e una piattaforma.

Attualmente hai bisogno di un cervello non attivo per la scansione, giusto? Quanto ancora dovrete lavorare per riuscire a mappare un cervello senza distruggerlo?
La cosa più importante è la risoluzione, tutto gira intorno a quello. Ora possiamo mappare l’attività cerebrale usando una risonanza magnetica funzionale non distruttiva. Le macchine MRI più recenti hanno scopi specifici con una potenza superiore e le macchine MRI per animali hanno una maggiore risoluzione rispetto alle macchine MRI vecchio stile. Determinare di cosa abbiamo bisogno nello specifico per produrre diversi tipi di mappa cerebrale è ancora da chiarire. Qual è la quantità minima di informazioni che necessitiamo per descrivere accuratamente o modellare un cervello? E in che modo? Adattare questi metodi da esperimenti animali a procedure sicure per soggetti umani è il nocciolo centrale a cui si stanno rivolgendo molti ricercatori e gran parte della BRAIN Initiative di Obama.

Quindi una volta che il cervello è stato scannerizzato si riuscirebbe a riprodurre quelle informazioni come su un nastro?
Uno scatto singolo è un’immagine statica, di conseguenza non puoi riprodurre un qualcosa che non ha una sequenza temporale. È più plausibile che si possa "riavvolgere" nello stesso modo in cui vai indietro nel tempo a sbirciare nei tuoi ricordi. Le persone hanno accesso ai diversi frammenti della propria memoria in modo gerarchico e tutto è costruito in base all’esperienza precedente, quindi dovresti costruire una specie di motore di conoscenza relativa che dovrebbe funzionare con un un meccanismo ad hoc per accedere ai ricordi di ogni persona. Le ricerche hanno anche mostrato che la mente non ha un senso temporale preciso come quello che vedi sull'orologio ed è influenzata da moltissime cose, per esempio se un evento è stato causato da noi o meno. Quindi per concludere non puoi realmente riprodurre l’informazione secondo per secondo o immagine per immagine come siamo abituati con le registrazioni audio o video.

Il connetoma, da quello che ho capito, è semplicemente la documentazione delle connessioni, ma al momento non fornisce informazioni su ciò che accade tra i neuroni. Se non si può riprodurre o in alcun modo accedere alle informazioni del tuo cervello, cosa se ne fa una persona normale di una mappa dei ricordi cerebrali?
L’obiettivo del lavoro è di costruire l’infrastruttura per rendere questi dati interessanti e poterli usare. È abbastanza chiaro che avere la mappa del cervello è il primo componente necessario per riprodurre o dare vita a una simulazione significativa e dinamica, sia che si tratti del cervello di un topo, di una mosca o di un umano. Abbiamo deciso di affrontare questa sfida ingegneristica prima degli altri: molti gruppi in gamba e ferrati sull’argomento stanno lavorando su questo progetto. Nella sua forma più semplice, questa ricerca farà da base per sconfiggere malattie devastanti come l’Alzheimer, il Parkinson, l'autismo, la depressione e molte altre. Questo tipo di ricerche sono da tempo supportate e sovvenzionate da agenzie governative.

Un'illustrazione del sedicesimo secolo per la chirurgia cerebrale. (Immagine via)

Chi pensi sarebbe interessato a farsi fare un “backup” al cervello, e quali potrebbero essere i benefici di averne una copia?
Farsi un “backup” al cervello è come dire “prendere le informazioni rilevanti dalla struttura cellulare, connettività neurale, etc, a una risoluzione molto alta e registrare tutte quelle informazioni su un computer.” Ci sono molte valide ragioni che spiegano il perché questo backup sia così utile. Credo che una di quelle più convincenti è pensare che il backup possa fungere da polizza assicurativa, insomma un backup di qualcosa a cui tieni. Potresti avere un incidente domani e desiderare con tutto te stesso di aver la possibilità di un rewind. I benefici dal punto di vista medico sono enormi: un dottore potrebbe conoscere esattamente a quale trattamento dovresti sottoporti per depressione o Alzheimer o epilessia senza tirare a sorte o contare su misure drastiche.

Cosa ne dice della teoria che sostiene che la mente non può essere caricata o immagazzinata del tutto perché le sue caratteristiche più importanti sono il risultato di interazioni imprevedibili e non lineari che avvengono tra miliardi di cellule? La mente e le esperienze umane che processa sono forse troppo casuali per essere computerizzate?
Questo è essenzialmente un problema di compatibilità. Tutte le informazioni nel nostro cervello costituiscono un set definito di numeri altamente precisi. È ben noto che ogni insieme finito di numeri a precisione finita è calcolabile. Da un punto di vista chimico o biochimico avere dati sufficienti sulle interazioni biochimiche, per esempio che queste proteine, geni, RNA, etc, siano usati in questo neurone e in questo determinato modo, sono tutti i dati che ci servono per determinare la funzione di un neurone. Di fondo persiste un problema tecnologico, ovvero quello di raccogliere una serie di dati in termini di dinamicità e tempo con gli appropriati metadati e contemporaneamente mettere insieme i dati chimici e biochimici senza distruggere ciò che viene rappresentato nell’immagine. Esistono già molti programmi per costruire modelli di neuroni che possono disegnare molto accuratamente dati sperimentali di scariche neuronali.

Quali sono le implicazioni dell'avere il contenuto della mente di qualcuno immagazzinato da qualche parte, in termini di  furto d’identità o di alterazione della propria vita cerebrale?
Penso sia molto improbabile. Per esempio, chiunque può semplicemente rubarti il DNA prendendo solamente un campione della tua saliva. Di questi tempi le persone non badano a quello che rendono pubblico, mettono in rete ogni tipo di informazione su se stessi, incluso il loro genoma perché si rendono conto che quei dati sono importanti e possono essere un beneficio per la società. Alcuni addirittura caricano le proprie informazioni genetiche con la speranza che qualcuno le usi per curare le malattie che affliggono loro o i loro cari. Questo accade in ambienti controllati come gli ospedali, ma anche nell’incontrollabile mondo di internet. Ora come ora il problema del furto dell’identità genetica è puramente ipotetico perché è un processo troppo costoso e vengono richieste tecniche molto avanzate.

Per quanto riguarda la protezione dei dati, di solito vengono tutti crittati. Se rubi i dati di qualcuno e li decifri, nel momento in cui quei dati vengono usati per impersonare qualcuno il problema è un po’ più contorto.

Sì, immagino i problemi che potresti incontrare in quel campo. Per concludere, puoi mappare la mente con successo senza mappare la propria coscienza? Molte critiche sulle ricerche di backup sul cervello sembrano soffermarsi sull’idea che le macchine non abbiano i mezzi per processare le eccezionali esperienze umane.
La maggior parte del lavoro su questo argomento è spesso di tipo filosofico. È un dibattito tra filosofia classica e scienza. Non sono molto esperto in materia filosofica. Dal mio punto di vista, e quello di molti altri, la coscienza deriva da interazioni biologiche, chimiche e fisiche. Con questo non voglio dire che non ci siano molte teorie filosofiche interessanti sulla mappatura della coscienza; ci sono. Decifrare i codici neurali che sono usati per comunicare con il sistema nervoso ha dimostrato che sono in realtà molto simili ai codici delle macchine.

Bene, il futuro è fighissimo e terrificante. Grazie Russell!

Segui Monica su Twitter: @monicaheisey

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