Μεταφόρτωση μυαλού, από τη βιολογική στην τεχνητή συνείδηση

Η μεταφορά της ανθρώπινης συνείδησης σε ένα μηχάνημα - ή για να το θέσω αλλιώς, η μεταφόρτωση μυαλού - είναι από καιρό ένα δημοφιλές μοτίβο στην επιστημονική φαντασία, αλλά προς το παρόν, φαίνεται σαν ένα μακρινό όνειρο. Ωστόσο, ένας καθηγητής στη Σχολή Μηχανικών του Πανεπιστημίου του Τόκιο πιστεύει ότι βρισκόμαστε στο κατώφλι να κάνουμε το μυαλό να μεταφορτωθεί πραγματικότητα, επιπλέον, σε μια απρόσκοπτη λειτουργία χρησιμοποιώντας μια διεπαφή εγκεφάλου-μηχανής, ενώ ο «ιδιοκτήτης» του μυαλού είναι ακόμα πολύ ζωντανός.

«Από τη βιολογική στην τεχνητή συνείδηση», (Springer, 2022).

Ο αναπληρωτής καθηγητής Masataka Watanabe είναι γοητευμένος με τον ανθρώπινο εγκέφαλο. Είναι ειδικός στη θεωρητική και πειραματική νευροεπιστήμη με ιδιαίτερη έμφαση στη συνείδηση. Ένα βασικό ερώτημα για τον Watanabe είναι τι συνιστά συνείδηση από την άποψη των νευρικών μηχανισμών και αν μπορούμε να το αντιγράψουμε σε μια μηχανή σε σημείο που μπορεί να θεωρηθεί «συνειδητό».

Απρόσκοπτη μεταφόρτωση της ανθρώπινης συνείδησης

Οι προηγούμενες ιδέες σχετικά με τη μεταφόρτωση εγκεφάλου βασίζονται στη σάρωση μεταθανάτιων εγκεφάλων για μια ψηφιακή ανακατασκευή του κυκλώματος του εγκεφάλου. Ωστόσο, ο Watanabe υποστηρίζει ότι σε αυτές τις περιπτώσεις, «εσύ» δυστυχώς δεν είσαι αυτός που ζει. Αντίθετα, παρουσιάζει μια διαδικασία όπου η δική μας συνείδηση συνεχίζει απρόσκοπτα σε μια ψηφιακή αρένα. Αυτή η διαδικασία μιμείται εκείνη ενός ασθενούς που υποβάλλεται σε καλοστομία σώματος, όπου οι νευρικές ίνες που συνδέουν τα δύο φλοιώδη ημισφαίρια αποκόπτονται, με αποτέλεσμα τη δημιουργία δύο ανεξάρτητων ρευμάτων συνείδησης. Το θέμα είναι ότι και τα δύο ρεύματα συνείδησης πηγάζουν απρόσκοπτα από το πρωτότυπο, και δεν υπάρχει σημείο θανάτου κατά τη διακοπή.

Η Wanatabe προτείνει έναν ριζοσπαστικό νέο τύπο διεπαφής εγκεφάλου-μηχανής για απρόσκοπτη μεταφόρτωση μυαλού.

Για να αναδημιουργηθεί αυτή η διαδικασία για απρόσκοπτη μεταφόρτωση μυαλού, ο Watanabe προτείνει ότι πρέπει να παρέχεται μια μεταβατική κατάσταση όπου το αριστερό βιολογικό ημισφαίριο είναι συνδεδεμένο και συνειδητά ενσωματωμένο σε μια συσκευή που παίζει το ρόλο του δεξιού ημισφαιρίου και αντίστροφα. Προβάλλει μια διαδικασία τριών βημάτων για την πραγματοποίηση αυτής της μεταβατικής κατάστασης. Αρχικά, προετοιμάζεται μια συσκευή με ουδέτερη συνείδηση, στη συνέχεια συνδέεται με τον εγκέφαλό μας όσο είμαστε ζωντανοί και σταδιακά η μνήμη μας μεταφέρεται.

Ο Watanabe ρωτά: τι συνιστά συνείδηση από την άποψη των νευρικών μηχανισμών και μπορούμε να το αντιγράψουμε σε μια μηχανή σε σημείο που μπορεί να θεωρηθεί «συνειδητό»; 
Στο πρώτο βήμα, κατασκευάζεται μια συσκευή με ουδέτερη συνείδηση. Ο Watanabe εξηγεί, «Η ιδέα είναι να προετοιμάσουμε ένα νευρωνικό δίκτυο (SNN) που θα αναπαράγει την πλήρη συνδεσιμότητα του ανθρώπινου εγκεφάλου.» Για να γίνει αυτό, προτείνει να κοιτάξουμε την ηλεκτρονική μικροσκοπία σάρωσης - παράγοντας λεπτομερείς εικόνες λεπτών τομών εγκεφάλου με εστιασμένη δέσμη ηλεκτρονίων.

Οι λαμβανόμενες φέτες εικόνας στοιβάζονται μεταξύ τους και χρησιμοποιούνται για την ανακατασκευή της τρισδιάστατης νευρωνικής συνδεσιμότητας μέσα στον εγκέφαλο. Με αυτόν τον τρόπο, οι νευρωνικές ίνες του εγκεφάλου (που ονομάζονται άξονες και δενδρίτες) ανακατασκευάζονται για να παράγουν πλήρη νευρική συνδεσιμότητα. Ο Watanabe συνεχίζει, «Από εκεί, για να προσδιορίσουμε τις λεπτές ποσοτικές τιμές της νευρωνικής συνδεσιμότητας και να αναπτύξουμε τη συσκευή σε ένα οπτικό σύστημα, για παράδειγμα, μπορούμε να της δείξουμε υλικό βίντεο που αξίζει μια ζωή. Αν διαπιστώσουμε ότι το δίκτυο χρειάζεται ένα σώμα που αλληλεπιδρά με το περιβάλλον του, μπορούμε να του παρέχουμε ένα εικονικό σώμα.» Αυτή η διαδικασία «εκπαίδευσης» της συσκευής θα μοιάζει πολύ με την εκπαίδευση ενός σύγχρονου νευρωνικού δικτύου βαθιάς μάθησης. Χρησιμοποιώντας προηγμένες μεθόδους για την εκπαίδευση των SNN, το τελικό αποτέλεσμα θα πρέπει να μιμείται τον ανθρώπινο εγκέφαλο. Μόλις επιτευχθεί αυτό, η ουδέτερη συνείδηση ή ένας τύπος συνείδησης «ενιαίου μεγέθους», πιθανότατα θα ξεκινήσει.

Θα ήταν επεμβατικό, αλλά ελάχιστα έτσι, και η διεπαφή θα παρέμενε στον εγκέφαλο – ακόμη και θα γινόταν μέρος του εγκεφάλου.

Δεύτερον, αυτή η ουδέτερα συνειδητή συσκευή πρέπει να συνδεθεί με το ημισφαίριο του εγκεφάλου μας για να επιτρέψει την ενσωμάτωση της συνείδησης. Για αυτό, ο Watanabe προτείνει έναν ριζοσπαστικό νέο τύπο διεπαφής εγκεφάλου-μηχανής, που εξηγείται με περισσότερες λεπτομέρειες παρακάτω. Στο τελικό στάδιο, η μνήμη μεταφέρεται στη συσκευή. Αυτό το βήμα περιλαμβάνει φυσική και αναγκαστική (μικροδιέγερση) ανάκτηση μνήμης στο βιολογικό ημισφαίριο, που οδηγεί σε συγχρονισμένη ανάκτηση στο τεχνητό ημισφαίριο λόγω της ολοκληρωμένης συνείδησης μεταξύ των δύο. Τέλος, η ενοποίηση της μνήμης επιτυγχάνεται στην πλευρά της συσκευής με μηχανισμούς που μοιάζουν με εγκέφαλο.

Μόλις η συνείδηση ενσωματωθεί πλήρως και έχει μεταφερθεί επαρκής αριθμός αναμνήσεων, θα είμαστε έτοιμοι να αντιμετωπίσουμε το αναπόφευκτο κλείσιμο των δύο βιολογικών ημισφαιρίων. Αυτό το κλείσιμο θα ήταν παρόμοιο με τη χειρουργική διαδικασία της καλοστομίας του σώματος, αλλά σε αυτήν την περίπτωση, η συνείδηση θα συνεχιστεί απρόσκοπτα στα δύο μηχανικά ημισφαίρια, για να ενσωματωθεί αργότερα.

«Από τη βιολογική στην τεχνητή συνείδηση» (Springer, 2022). 

Ο Watanabe πιστεύει ότι το καλύτερο μέρος του εγκεφάλου για να αξιοποιήσεις είναι οι νευρικές ίνες που συνδέουν τα δύο ημισφαίρια του φλοιού, δηλαδή, το κάλλος του σώματος, την πρόσθια κοιλότητα και την οπίσθια κοίλωμα. Ο στόχος είναι η ανάγνωση και η εγγραφή σε όλους τους άξονες που απαιτούνται για την ενοποίηση των δύο δυνητικά ανεξάρτητων ροών συνείδησης. Η βραβευμένη με Νόμπελ μελέτη του Roger Sperry απέδειξε την ύπαρξη δύο ανεξάρτητων ρευμάτων συνείδησης σε υποκείμενα με διχασμό εγκεφάλου, ενώ τα σύγχρονα στοιχεία δείχνουν ότι κι εμείς, με ανέπαφους εγκεφάλους, δεν είμαστε τόσο μακριά από αυτή τη διαμόρφωση.

Ο Watanabe προτείνει την ανατομή των προαναφερθεισών νευρικών ινών και την εισαγωγή μιας συστοιχίας ηλεκτροδίων δύο διαστάσεων με βάση το CMOS (τσιπ ημιαγωγών ολοκληρωμένων κυκλωμάτων), διπλής όψης. Είναι σημαντικό ότι θα ήταν επικαλυμμένο με βιολογικό ιστό για να παράσχει έναν στόχο για τους ανατομείς άξονες ώστε να αναγεννηθούν και να προσκολληθούν σταθερά στην επιφάνεια διεπαφής. Θα ήταν επεμβατικό, αλλά ελπίζουμε ελάχιστα, και η διεπαφή θα παρέμενε στον εγκέφαλο για να παρέχει μια ισχυρή διεπαφή με το τεχνητό SNN. Είναι σημαντικό, λόγω των κρίσιμων προβλημάτων που προτείνουν οι Histed, Bonin και Reid (Neuron, 2009), σχετικά με τη γραφή πληροφοριών με συμβατικά ηλεκτρόδια τοποθετημένα στη φαιά ουσία, η προτεινόμενη διεπαφή εγκεφάλου-μηχανής είναι πιθανώς η μόνη εύλογη μέθοδος για τον εγκέφαλο να επικοινωνεί επαρκώς με τεχνητές συσκευές, για παράδειγμα, για τη θεραπεία της άνοιας.

Πρέπει να τονιστεί ότι το έργο του Watanabe είναι –προς το παρόν– θεωρητικό. Ωστόσο, αυτό δεν σημαίνει ότι αυτή η διαδικασία δεν θα μπορούσε να λειτουργήσει. Οι εξελίξεις στη νευρολογία και στους υπολογιστές συγκλίνουν σε σημείο που είναι πολύ πιθανό ότι οι γνώσεις, η εμπειρία και η διεπαφή εγκεφάλου-μηχανής του Watanabe θα μπορούσαν, μια μέρα, να κάνουν πραγματικότητα τη μεταφόρτωση, ακόμη και τις επόμενες δεκαετίες, δεδομένου ότι παρέχονται επαρκείς πόροι .

πηγή: https://researchfeatures.com