Tipul ăsta vrea să te ajute să-ţi downloadezi creierul

Imagine via.

Te-ai gândit vreodată cum ar fi să downloadezi o copie a propriului tău creier? Să zicem că ai fost implicat într-un accident grav de mașină, n-ar fi drăguț să-ți poți scoate creierul avariat și să-l înlocuiești cu un duplicat pe care l-ai salvat și pus deoparte înainte de accident? Sau, de-a lungul timpului, să strângi o întreagă colecție de creiere, fiecare cu amintiri, gânduri și vise diferite care reprezintă versiuni distincte ale tale? Așa ceva s-ar putea dovedi util atunci când încerci să scapi de inhibiții în diverse situații. De exemplu, teama să ieşi la întâlniri cu persoane atrăgătoare, anxietatea cu privire la bungee jumping sau neîncrederea în faptul că oamenii de știință ar putea realiza asta, într-o bună zi.

Sunt oameni care încearcă. Luna trecută, japonezii au simulat cu succes o secundă de activitate cerebrală cu ajutorul unui supercomputer; vara trecută, niște savanți germani au dezvăluit un model digital 3D al creierului uman, într-o rezoluție uluitor de mare. În aprilie, anul trecut, administrația Obama a anunțat formarea Inițiativei BRAIN, un proiect de cercetare care va costa sute de milioane de dolari și se va desfășura timp de un deceniu. Scopul acestuia? Să localizeze fiecare dintre zecile de miliarde de neuroni ale creierului uman, ca să creeze un conectom,  o hartă completă a conexiunilor neuronale.

Teoretic, un conectom complet al creierului unui individ ar reprezenta o copie a drumurilor dintre toate amintirile, gândurile și experiențele pe care le-a trăit vreodată omul respectiv.Acest tip de cunoaștere profundă a funcțiilor cerebrale are implicații ample, dar ele sunt încă, în mare parte, doar speculaţii.

Procedurile actuale de reprezentare a creierului la o scară microscopică consumă incredibil de mult timp, sunt costisitoare și necesită distrugerea creierului studiat (prin tăiere și/sau vopsire). Dar, pe măsură ce se progresează, tehnologia necesară este dezvoltată și îmbunătățită. Unii futuriști susțin că oamenii vor putea descărca și stoca copii după creierele lor cândva în următorii douăzeci de ani. Evident, laboratoare din întreaga lume își doresc să fie primele în acest domeniu, dar n-am găsit prea multe care să încerce să-ți vândă tehnologia aceasta.

Unul pe care l-am găsit este Brain Backups. Condusă de Russell Hanson, în vârstă de 32 de ani, organizația asta startup care se ocupă cu neuroinformatica își propune să realizeze o hartă a creierului uman, într-un mod neinvaziv şi fără să-l distrugă. În timp ce alte grupuri de cercetare sunt formate și fondate de agenții guvernamentale, Brain Backups speră să primească sprijin din partea publicului ca să acopere costurile cercetării. Organizația oferă, în schimb, posibilitatea ca-n viitor să-ți stochezi toți neuronii și toate sinapsele. L-am sunat pe Russell ca să aflu părerea lui pe această temă.

Russell Hanson.

VICE: Mă doare capul de la atâta știință, Russell. Poți să explici, cu cele mai simple cuvinte,  ce face compania ta sau ce își propune să facă?
Russell Hanson: Echipa noastră lucrează la uneltele necesare ca să realizăm o hartă a creierului într-un mod neinvaziv, fără să-l distrugem. Metodele anterioare folosite în acest domeniu necesitau tăierea creierului în felii foarte subțiri și proiectarea lui cu ajutorul unui microscop electronic, un proces foarte lent și extrem de costisitor. Noi am vrut să facem asta mai rapid, astfel încât cercetătorii să poată învăța cum se schimbă creierul de-a lungul timpului, fără să fie nevoiți să-l distrugă de fiecare dată când vor să facă o măsurătoare.

În regulă. Și cum aveți de gând să studiați acest lucru?
Evident, vorbim despre experimente pe animale. Suntem o companie mică, dar cu un scop mare. Avem la dispoziție ingineri foarte talentați, savanți și designeri de la MIT (Massachusetts Institute of Technology), Harvard, Universitatea Tehnică Daneză, UCLA (University of California, Los Angeles), biotehnologie și farmacie, chiar și comunitatea de biologie sintetică din Boston. Țelul nostru este să realizăm acest lucru ieftin și nedistructiv, astfel încât oricine să-și poată proiecta creierul, ca și cum ar realiza o hartă a propriului genom, la un preț accesibil, printr-un serviciu de testare personală a genomului precum 23andMe. M-a prins subiectul acum ceva ani, când am întrebat, în timpul unui curs la MIT, cât spațiu este necear ca să înmagazinezi conținutul creierului uman. De atunci, a devenit din ce în ce mai interesant.

Cât spațiu este necesar?
Depinde foarte mult de cât de amănunţită e informația pe care vrei s-o stochezi. Variază între o mie și zece mii de terabytes. Prin comprimare, spațiul poate fi mult mai mic, asta e o estimare a mărimii necomprimate.

Tehnologia pe care vreți s-o folosiți există măcar, la ora actuală?
Tehnologia propriu-zisă există, dar este problematică datorită vitezei reduse și restrânsă datorită costurilor foarte mari. Echipamentele noastre sunt reale, nu lucrăm cu instrumente teoretice. Tehnologia este în continuă dezvoltare. Putem face anumite lucruri acum, iar mâine vrem să facem alte lucruri în plus. Și devine din ce  în ce mai ușor, cum e în cazul oricărei construcții. Ford nu s-a lansat cu modelul din 2013, ci cu Modelul T din 1908, prima mașină pe care clasa mijlocie și-o putea permite. Înainte de acesta, existau prototipuri, nouăsprezece, mai exact, înainte să se ajungă la Modelul T. Scopul meu, când am început demersurile la MIT, a fost să creez o hartă personală a creierului pe care clasa mijlocie să și-o poată permite.

Tomografie cu Emisie de Pozitroni (PET scan) a unui creier normal.

În prezent, cât ar costa să-ți faci o copie după creier și ce anume i-ar aduce asta unui potențial cumpărător?
Vă rog să înțelegeți că acesta este prețul actual de cercetare și dezvoltare, nu prețul produsului, care va fi mult mai mic. Estimarea curentă e undeva între 1,5 și trei milioane de dolari, pentru o scanare distructivă, la limită, o reprezentare a creierului uman cu ajutorul unui microscop optic. S-ar obține astfel, în esență, o hartă completă a creierului, dar, desigur, ar distruge creierul în timpul procesului. Ar rezulta un set de imagini care poate fi folosit pentru o reconstrucție a întregului circuit cerebral.

Există și alte metode care folosesc nanoparticule, biologie sintetică, raze X sau RMN, ce pot reduce semnificativ acest cost și care nu necesită distrugerea creierului în timpul reprezentării. Prețul unei analize genetice detaliate a scăzut recent la trei-patru mii de dolari şi sunt metode în curs de dezvoltare care-și propun să folosească această tehnică avantajoasă financiar, să obţină informații de calitate asupra conexiunilor cerebrale. Munca noastră se axează pe scăderea drastică a acestui cost, pe obţinerea unor date mai utile și mai ușor de înțeles și pe construirea interfeței și a platformei.

În prezent, vă trebuie un creier „mort” pentru proiectare, da? Cât de departe sunteți de posibilitatea copierii creierului fără să-l distrugeţi?
Totul ține de rezoluție. În prezent, putem face o hartă a activității cerebrale cu un RMN funcțional, fără să-l distrugem. Aparatele RMN mai noi, destinate unor scopuri speciale, cu putere foarte mare, și aparatele RMN pentru animale au o rezoluție mult mai bună decât modelele mai vechi medicale. Este prea deficil să stabileşti cu precizie necesităţile fiecărui tip de hartă cerebrală, este un subiect de cercetare deschis. Care este cantitatea minimă de informație necesară pentru a caracteriza cu precizie sau pentru a reprezenta un creier și în ce fel se va face asta? Adaptarea acestor metode de la experimentele pe animale la metode sigure ce pot fi folosite pe subiecți umani este direcţia de cercetare în care merg cei de la Inițiativa BRAIN a lui Obama și multe alte laboratoare din lume.

Deci, odată ce un creier a fost ilustrat grafic, poți reda informațiile respective, ca de pe o casetă?
Un instantaneu este o imagine statică, deci nu poți reda ceva ce nu are o serie temporală asociată. Teoretic, poți „derula” în același fel în care-ți poți rememora propriile amintiri. Felul în care persoane diferite îşi accesează părți diferite ale memoriei lor este ierarhic și totul se clădește pe experiențe trecute, deci ar trebui să contruiești un tip special de „motor de cunoștințe relative” care să formeze mecanismul accesării amintirilor pentru fiecare persoană în parte. Conform cercetărilor, creierul nu se pricepe la indicarea orei pe ceas și este afectat de tot felul de dileme, precum: „Am cauzat sau nu un eveniment anume?”. Deci, nu, nu prea poți să redai informația într-o manieră cadru-cu-cadru sau secundă-după-secundă pe care o folosim la înregistrările audio sau vizuale.

Conectomul, din câte am înțeles eu, este pur și simplu arhivarea conexiunilor, dar nu oferă informații în legătură cu ceea ce este transmis între neuroni. Dacă nu poți reda sau accesa în vreun alt fel informația din creierul tău, ce rost mai are ca o persoană normală să dețină o hartă a propriilor conexiuni cerebrale?
Scopul muncii noastre este să construim infrastructura necesară pentru ca aceste date să devină utilizabile și interesante. E destul de clar faptul că o hartă a creierului e o primă componentă necesară pentru redarea sau rularea unei simulări dinamice a creierului, fie că e al unui șoarece, al unei muşte sau al unui om. Am hotărât să ne ocupăm mai întâi de această provocare de inginerie, în defavoarea celeilalte. La aceea lucrează alte grupări foarte pricepute. În cea mai simplă formă, această cercetare va furniza cu siguranță tratamente pentru boli devastatoare, precum Alzheimer, Parkinson, autism, depresie și altele. Nişte domenii de cercetare pe care agențiile guvernamentale le sprijină de multă vreme încoace.

O diagramă din secolul XVI despre cum trebuie pregătit craniul pentru o operație pe creier. Acesta este genul de lucru pe care Brain Backups ar vrea să-l evite.

Cine crezi că ar putea fi interesat să-și facă o copie după propriul creier și care ar putea fi beneficiile unei copii?
Să-ţi faci un „back-up” al creierului este doar un mod simplu de a spune „fă rost de informațiile relevante despre structura celulară şi conexiunile neuronale  la o rezoluție foarte mare și înregistrează toate acele informații pe un computer sau un hard drive”. Există multe motive pentru care este util să-ți faci o copie a creierului. Cred că unul dintre cele mai convingătoare motive este acela că un back-up e ca o poliță de asigurare, o copie de rezervă a ceva la care ții. Ai putea fi implicat într-un accident de mașină, mâine dimineață, și ți-ai dori să poți da timpul înapoi. Ai şi beneficii medicale, dacă deții aceste informații personale detaliate: un doctor ar putea știi cu exactitate ce tratament ți-ar trebui pentru depresie sau Alzheimer sau epilepsie, fără să ghicească sau să se bazeze pe măsurători brute.

Ce părere ai despre ideea că nu poți stoca în întregime creierul, pentru că cele mai importante caracteristici ale sale sunt rezultatul interacțiunilor impredictibile, neliniare dintre miliardele de celule? Sunt creierul și experiența umană pe care o generează prea aleatorii pentru a fi digitalizate?

În esență, asta este o problemă de calcule. Toată informația cerebrală este finită, deci este calculabilă. Se știe că orice set finit de numere finite este calculabil. Din punct de vedere chimic sau biochimic, dacă ai destule date despre interacțiunile biochimice (prin care aceste proteine, gene, ARN sunt folosite în acest neuron) ai toată informația de care ai nevoie ca să determini funcția neuronului.  Adunarea informațiilor dinamice potrivite și a celor despre seriile temporale cu ajutorul metadatelor potrivite și, de asemenea, adunarea datelor chimice și biochimice fără să distrugi copia creierului este doar o problemă tehnologică, nu ceva imposibil. Deja există multe programe de calculator pentru reprezentarea digitală a neuronilor care pot modela cu mare precizie date neuronale experimentale.

Care sunt implicațiile downloadării conținutului creierului cuiva, din punctul de vedere al furtului de identitate sau al manipulării vieții pe scară largă?
Cred că este destul de improbabil. De exemplu, oricine îți poate fura ADN-ul doar dacă face rost de o mostră din saliva ta. Nu-mi vine nimeni în minte care s-ar gândi de două ori înainte de a scuipa, pentru că s-ar teme că cineva le va recolta ADN-ul, adică toată informația necesară să-i recreeze. În zilele noastre, oamenii publică tot felul de informații despre ei, inclusiv genomul lor, pentru că realizează că această informație este importantă și poate aduce beneficii societății. Unii își publică informațiile genomice în speranța că cineva le va folosi să trateze bolile care-i afectează personal, sau care le afectează familiile. Asta se întâmplă în spitalele din medii controlate, dar și pe Internet. În prezent, furtul de identitate genomică online este o problemă pur ipotetică. E mult prea costisitor și deprinderile necesare sunt foarte specializate.

În ceea ce privește protejarea informațiilor, criptarea este standardul industriei. Dacă furi informațiile cuiva, le decriptezi și le folosești ca să te dai drept persoana respectivă și acele informații pe care le folosești sunt tot ce știu ei, problema devine un pic mai complicată.

Da, îmi imaginez că te-ai putea împiedica de câteva probleme acolo. Ultima întrebare: poți realiza cu succes o hartă a creierului fără a crea o hartă a conștiinței? Mare parte din critica adusă cercetărilor de “back-up” a creierului pare să se bazeze pe ideea că mașinăriile nu pot procesa experiențele umane.
Mare parte a muncii acesteia are tendințe filozofice. Este o dezbatere între filozofia clasică și știință. Eu nu sunt mare filozof. Din punctul meu de vedere și din perspectiva multor altora, conștiința se trage din interacțiuni biologice, chimice și fizice. Asta nu înseamnă că nu există multe probleme filozofice interesante în ce privește realizarea unei hărți a conștiinței. Există. Descifrarea codurilor neuronale utilizate pentru comunicarea cu sistemul nervos a arătat că acestea seamănă foarte mult cu cele folosite de-un calculator.

Ei bine, viitorul este înspăimântător și fascinant! Mersi, Russell!

Traducere: Sebastian Vizan

Citește mai multe despre viitor:

Primul cyborg din lume care poate fi cumpărat e un cyborg gândac

Știința demonstrază cum creierul unui artist este diferit

Cele mai tari chestii pe tehnologie și știință din 2013