Приглашенный редакторКак учёные пытаются сделать мозг человека бессмертным

Многие исследователи мозга всерьёз убеждены, что в ближайшие сто лет разум любого человека можно будет загрузить в компьютер, сохранив личность человека, его воспоминания и вообще всё, что делает человека человеком. Look At Me попросил учёного и журналиста Олега Виноградова рассказать, как учёные пытаются найти путь к загрузке сознания, а значит, и потенциальному бессмертию.

Последнее, по его мнению, и есть цель всего проекта — форма разума, которая, сохраняя все человеческие качества, сможет обретать разные оболочки. В своих публичных выступлениях он часто выражает беспокойство тем, что для человеческого вида выделен только маленький кусочек пространства и времени. «Субстрат-независимое сознание» — единственная возможность для людей продолжать свою эволюцию.

Нужно расшифровать структуру 85 миллионов нейронов, у каждого из которых около 10 тысяч связей

В 2007 году Куне и Андерс Сандерс, специалист по моделированию нервной системы из Оксфорда, провели семинар по будущему загрузки сознания. Эксперты из разных областей разработали карту того, что нужно сделать и исследовать, чтобы это стало возможным. Они решили, что единственный возможный сейчас способ — это эмуляция всего, что нам известно о мозге, на специально разработанной компьютерной платформе. Для этого понадобится полностью расшифровать всю структуру связей каждого отдельного нейрона (их около 85 миллионов, у каждого порядка 10 тысяч связей), понять, как каждая нервная сеть работает, и разработать компьютерную платформу. По мнению Куне, этого будет достаточно, чтобы эмулировать работу мозга. Он приводит довольно понятную всем аналогию: «Несложно представить эмуляцию мозга всего тела человека, как эмуляцию операционной системы Windows на вашем макбуке».

Полная карта всех связей нервных клеток мозга называется коннектомом. Сейчас существует описание коннектома только одного животного — круглого червя C. Elegans. Правда, нервная система этого червя состоит всего из 302 нервных клеток, а в мозге мыши их около 20 миллионов.

Похожими исследованиями занимаются и в других лабораториях. Рубин Адлер из исследовательского кампуса Janelia Farm при медицинском институте Говарда Хьюза (многие считают эту лабораторию аналогом лабораторий Бэлла в нейрофизиологии), занимается сканированием мозга плодовой мушки — дрозофилы. По оптимистичному прогнозу директора их исследовательского центра, полное сканирование удастся выполнить в ближайшие 20 лет. Через сто лет он предполагает увидеть и подобную карту мозга человека.

Юсте считает, что именно функциональный коннектом — это ключ к пониманию того, как работает наше сознание

Но не все согласны, что описание структуры мозга расскажет нам всё о том, что такое разум. Рафаэль Юсте из Колумбийского университета считает, что самое главное — это карта того, как нервные сети работают в реальном времени. Юсте — один из идеологов инициативы BRAIN президента США Барака Обамы. Ему удалось убедить американское правительство, что подробная карта активности — одна из самых важных задач для науки в ближайшее десятилетие. По инициативе BRAIN до 2023 года выделяется около 300 млн долларов в год на подобные исследования.

Используя сложные комбинации современных микроскопов, генетики и нейрофизиологи в лаборатории Юсте изучают, как в реальном времени работают отдельные нейроны в нервных сетях мозга. Карты этой активности сейчас называют функциональным коннектомом. Юсте считает, что именно функциональный коннектом — это ключ к тому, чтобы понять, как работает наше сознание, и понять, в чём причина шизофрении или, например, аутизма.

С точки зрения Куне, одна из самых перспективных работ, которая значительно приближает нас к переносу сознания — эти чип памяти Теодора Бергера из MIT. Бергер в течение 30 лет подробно изучал, как формируется долговременная память в гиппокампе крысы — отделе в глубине височной доли мозга. Считается, что гиппокамп играет решающую роль в формировании долговременной памяти. Люди с повреждением этого участка мозга могут запоминать информацию всего на несколько минут.

Бергер регистрировал работу каждого нейрона нескольких слоёв нервных клеток гиппокампа. После многих лет работы он смог математически описать их активность. Совсем недавно Бергер и его коллеги из MIT разработали чип, который работает так же, как и эти два слоя гиппокампа. В эксперименте они показали, что, вживляя чип крысе, можно воссоздать код долговременной памяти.

Кремниевый чип стал настоящей заменой участка гиппокампа

Крыс обучали нажимать на правильную педаль за еду и соответствующим образом настраивали чип. После этого учёные блокировали их долговременную память (сейчас это можно сделать с помощью препаратов, подавляющих синтез белка). Без использования чипа крысы забывали, на какую педаль нужно нажимать, а с чипом — нет. Кремниевый чип стал настоящей заменой участка гиппокампа. Авторы исследования планируют провести аналогичный эксперимент на пациентах с эпилепсией, которым удаляют участок мозга по медицинским показаниям.

Рэндал Куне считает, что это исследование свидетельствует о возможном успехе: «Принципиально мы можем взять неизвестную нервную сеть, проанализировать её и создать что-то, что может её заменить. Целый мозг есть не что иное, как множество нервных сетей».

Несмотря на энтузиазм Куне и его соратников, есть многие учёные, сомневающиеся в возможности переноса сознания. Кристофер Кох из Алленовского института наук о мозге в Сиэтле считает, что невозможно симулировать сознание, используя цифровые технологии. В своём недавнем интервью для MIT Technology Review он отмечает, что компьютеры могут симулировать шторм, но от этого ветер в них не дует. С другой стороны, Кох считает, что если симуляция и возможна, то потребуются вычислительные машины, использующие совершенно другие принципы.

Упомянутый выше Рафаэль Юсте говорит, что разница между пониманием работы мозга и его воссозданием огромна. Например, мы можем открыть некие случайные процессы в мозге, как в квантовой физике, которые будет просто невозможно повторить. Рэндал Куне же парирует, что никаких принципиальных ограничений переноса разума нет, и это всего лишь вопрос технологии.

Проще построить и разрушить галактическую империю