Przesyłanie swojej świadomości do komputera to nieodzowny temat science-fiction, ale czy kiedykolwiek będziemy mieli szansę zrobić to naprawdę, a jeśli tak, to kiedy?

Często wyobrażamy sobie, że ludzka świadomość jest po prostu wejściem i wyjściem sygnałów elektrycznych w sieci jednostek obliczeniowych, co można porównać do komputera. Rzeczywistość jest jednak znacznie bardziej złożona. Po pierwsze, nie wiemy, ile informacji może pomieścić ludzki mózg. Dwa lata temu zespół z Allen Institute for Brain Science w Seattle (USA) zmapował trójwymiarową strukturę wszystkich neuronów znajdujących się w jednym milimetrze sześciennym mózgu myszy, co uchodzi za wyjątkowe wydarzenie. W tej maleńkiej kostce tkanki mózgowej, wielkości ziarnka piasku, naukowcy naliczyli ponad 100 000 neuronów i ponad miliard połączeń między nimi. 

Byli w stanie zapisać odpowiednie informacje w komputerze, w tym kształt i konfigurację każdego neuronu i połączenia, co wymagało dwóch petabajtów, czyli dwóch milionów gigabajtów pamięci. Aby to zrobić, ich zautomatyzowane mikroskopy musiały nieprzerwanie przez kilka miesięcy zbierać 100 milionów obrazów 25 000 skrawków miniaturowej próbki. Jeśli tyle wystarczy do przechowywania pełnych fizycznych informacji o neuronach i ich połączeniach w jednym milimetrze sześciennym mózgu myszy, można sobie wyobrazić, że zebranie tych informacji z ludzkiego mózgu byłoby teoretycznie wykonalne. 

Jednak wydobywanie i przechowywanie danych to nie jedyny problem. Aby komputer przypominał tryb działania mózgu, musi mieć możliwość dostępu do wszystkich przechowywanych informacji w bardzo krótkim czasie. Informacje muszą być przechowywane w pamięci o dostępie swobodnym (RAM), a nie w tradycyjnych dyskach twardych. Ale gdybyśmy próbowali przechowywać ilość danych zebranych przez badaczy w pamięci RAM komputera, zajęłoby to 12,5 razy więcej niż pojemność największego komputera z pojedynczą pamięcią jaki kiedykolwiek stworzono.

Ludzki mózg zawiera około 100 miliardów neuronów (tyle samo gwiazd, ile można policzyć w Drodze Mlecznej) - milion razy więcej niż w milimetrze sześciennym mózgu myszy. A szacowana liczba połączeń to dziesiątka do potęgi 15. Czyli dziesięć i piętnaście zer, czyli liczba porównywalna z pojedynczymi ziarenkami piasku zawartymi w dwumetrowej warstwie piasku na kilometrowej plaży.

Jeśli nawet nie wiemy, ile informacji może przechowywać ludzki mózg, możemy sobie wyobrazić, jak trudno będzie przenieść je do komputera. Pierwszym krokiem jest przetłumaczenie informacji na kod, który komputer może odczytać i użyć po zapisaniu. Każdy błąd w tej czynności może być śmiertelny.

Prostą praktyczną zasadą jest upewnienie się, że masz wystarczająco dużo miejsca do przechowywania wszystkich informacji potrzebnych do przeniesienia przed rozpoczęciem. W przeciwnym razie będziesz musiał dokładnie znać kolejność przechowywanych informacji i sposób ich organizacji. Jeśli nie wiesz, ile informacji chcesz zachować, może zabraknąć miejsca przed zakończeniem przesyłania, co może oznaczać, że linia informacyjna może być uszkodzona lub niedostępna dla komputera. Ponadto wszystkie dane będą musiały być przechowywane w co najmniej dwóch kopiach, aby zapobiec katastrofalnym skutkom ewentualnej utraty danych.

Informacje w mózgu są przechowywane w każdym szczególe jego fizycznej struktury połączeń między neuronami: ich wielkości i kształcie, a także liczbie i lokalizacji połączeń między nimi. Jest bardzo mało prawdopodobne, aby cała objętość mózgu mogła zostać pocięta z wystarczającą dokładnością i poprawnie „zmontowana”. 

Po śmierci nasz mózg szybko przechodzi poważne zmiany, zarówno chemiczne, jak i strukturalne. Kiedy neurony umierają, wkrótce tracą zdolność komunikowania się, a ich właściwości strukturalne i funkcjonalne szybko się zmieniają, co oznacza, że ​​nie wykazują już właściwości, które wykazują za życia. Ale jeszcze bardziej problematyczny jest fakt, że nasze mózgi się starzeją.

Począwszy od wieku 20 lat tracimy 85 000 neuronów dziennie. W zasadzie tracimy neurony, które nie zostały dobrze wykorzystane, nie zostały poproszone o udział w przetwarzaniu informacji. Uruchamia to program samozniszczenia (tzw. apoptoza). Innymi słowy, każdego dnia zabija się kilkadziesiąt tysięcy naszych neuronów. Inne neurony umierają z powodu wyczerpania lub infekcji.

Nie stanowi to jednak większego problemu, ponieważ w wieku 20 lat mamy prawie 100 miliardów neuronów, a przy takim poziomie ich wymierania, do 80 roku życia stracimy tylko 2-3% neuronów. A jeśli nie zachorujemy na chorobę neurodegeneracyjną, nasze mózgi w tym wieku nadal będą odzwierciedlać nasz sposób myślenia, który utrzymywaliśmy przez całe życie. 

Być może największym problemem jest to, że nawet gdybyśmy mogli dokonać niemożliwego i pokonać wiele przeszkód, nadal wiemy bardzo mało o mechanizmach leżących u jego podstaw. Wyobraź sobie, że bylibyśmy w stanie zrekonstruować kompletną strukturę stu miliardów neuronów w mózgu wraz z każdym z połączeń między nimi, i bylibyśmy w stanie zapisać i przenieść tę astronomiczną ilość danych do komputera w dwóch egzemplarzach. Nawet gdybyśmy mogli uzyskać dostęp do tych informacji na żądanie i natychmiast, nadal mielibyśmy do czynienia z wielką niewiadomą - jak to działa?

Wiemy, że neurony komunikują się ze sobą na podstawie lokalnych zmian elektrycznych, które rozchodzą się wzdłuż ich głównych wypustek (dendrytów i aksonów). Mogą być przekazywane z jednego neuronu do drugiego bezpośrednio lub przez powierzchnie wymiany zwane synapsami. W synapsie sygnały elektryczne są przekształcane w sygnały chemiczne, które mogą aktywować lub dezaktywować kolejny neuron w kolejce, w zależności od rodzaju cząsteczek (zwanych neuroprzekaźnikami). Rozumiemy wiele zasad rządzących tą transmisją informacji, ale nie możemy ich rozszyfrować, patrząc na strukturę neuronów i ich połączenia.

Ktoś kto chce przenieść swój umysł do komputera będzie musiał wybrać między strukturą a funkcją - architekturą 3D twojego mózgu i tym, jak działa na poziomie komórkowym. Dzieje się tak dlatego, że nie jest znana metoda zbierania obu typów informacji jednocześnie. Dlatego możliwość pobierania informacji zawartych w mózgu do komputerów jest niezwykle odległa i może na zawsze pozostać poza zasięgiem.