سؤال القارئ: عمري 59 سنة، وأتمتع بصحة جيدة إلى حد ما. هل من الممكن أن أعيش طويلاً بما يكفي لوضع عقلي في الكمبيوتر؟ ريتشارد ديكسون.
بقلم غيوم تيري، أستاذ علم الأعصاب الإدراكي، جامعة بانجور
كثيرا ما نتخيل أن الوعي البشري بسيط مثل إدخال وإخراج الإشارات الكهربائية داخل شبكة من وحدات المعالجة - وبالتالي يشبه الكمبيوتر. غير أن الواقع أكثر تعقيدا من ذلك بكثير. كبداية، نحن لا نعرف حقًا مقدار المعلومات التي يمكن أن يحتفظ بها الدماغ البشري.
قبل عامين، قام فريق من معهد ألين لعلم الأعصاب في سياتل، الولايات المتحدة الأمريكية، برسم خريطة ثلاثية الأبعاد لجميع الخلايا العصبية (خلايا الدماغ) التي تشكل ملليمترًا مكعبًا واحدًا من دماغ الفأر - وهو إنجاز يعتبر استثنائيًا.
داخل هذا المكعب الصغير من أنسجة المخ، بحجم حبة الرمل، أحصى الباحثون أكثر من 100,000 خلية عصبية وأكثر من مليار اتصال بينها. وتمكنوا من تسجيل المعلومات المناسبة على أجهزة الكمبيوتر، بما في ذلك شكل وتكوين كل خلية عصبية واتصال، الأمر الذي يتطلب 100 بيتابايت، أو مليوني غيغابايت، من التخزين. وللقيام بذلك، كان على مجاهرهم الآلية جمع 25,000 مليون صورة لـ XNUMX شريحة من العينة الصغيرة بشكل مستمر على مدى عدة أشهر.
إذا كان هذا هو ما يلزم لتخزين المعلومات الفيزيائية الكاملة للخلايا العصبية واتصالاتها في ملليمتر مكعب واحد من دماغ الفأر، فيمكننا أن نتخيل أن جمع هذه المعلومات من الدماغ البشري لن يكون بمثابة نزهة في الحديقة.
ومع ذلك، فإن استخراج البيانات وتخزينها ليس هو التحدي الوحيد. لكي يكون الكمبيوتر مشابهًا لكيفية عمل الدماغ، يجب عليه الوصول إلى جميع المعلومات المخزنة في فترة زمنية قصيرة جدًا: يجب تخزين المعلومات في ذاكرة الوصول العشوائي (RAM)، وليس على الأقراص الصلبة التقليدية. . ولكن إذا حاولنا تخزين كمية البيانات التي جمعها الباحثون في ذاكرة الوصول العشوائي (RAM) لجهاز الكمبيوتر، فسوف يستغرق ذلك 12.5 ضعف سعة أكبر كمبيوتر أحادي الذاكرة (كمبيوتر مبني على الذاكرة، وليس المعالجة) على الإطلاق.
يحتوي دماغ الإنسان على حوالي 100 مليار خلية عصبية (نفس عدد النجوم في درب التبانة) - أي مليون مرة أكثر من تلك الموجودة في المليمتر المكعب لدماغ الفأر. والعدد التقريبي للاتصالات هو عشرة أس 15. أي عشرة متبوعة بـ 15 صفرًا - وهو رقم مشابه للحبيبات الفردية الموجودة في طبقة من الرمال يبلغ سمكها مترين على شاطئ يبلغ طوله كيلومترًا واحدًا.
مسألة الفضاء
إذا كنا لا نعرف حتى كمية المعلومات التي يمكن أن يحتفظ بها العقل البشري، فيمكنك أن تتخيل مدى صعوبة نقلها إلى جهاز كمبيوتر. ستحتاج أولاً إلى ترجمة المعلومات إلى كود يمكن للكمبيوتر قراءته واستخدامه بمجرد تخزينه. أي خطأ في هذا ربما يكون قاتلاً.
القاعدة الأساسية البسيطة لتخزين البيانات هي التأكد من أن لديك مساحة كافية لتخزين جميع البيانات التي تحتاج إلى نقلها قبل البدء. إذا لم يكن الأمر كذلك، فستحتاج إلى معرفة ترتيب أهمية المعلومات التي تقوم بتخزينها بالضبط وكيفية تنظيمها، وهو أمر بعيد كل البعد عن حالة بيانات الدماغ.
إذا كنت لا تعرف مقدار المعلومات التي تحتاج إلى تخزينها عند تشغيلها، فقد تنفد المساحة قبل اكتمال النقل، مما قد يؤدي إلى تلف سلسلة المعلومات أو عدم قابليتها للاستخدام على جهاز الكمبيوتر الخاص بك. أيضًا، يجب تخزين جميع البيانات في نسختين على الأقل (إن لم يكن ثلاثًا)، لتجنب العواقب المدمرة لفقدان البيانات المحتمل.
هذه مجرد مشكلة واحدة. إذا لاحظت عندما وصفت العمل الاستثنائي للباحثين الذين تمكنوا من تخزين البنية ثلاثية الأبعاد للشبكة العصبية بشكل كامل في دماغ فأر صغير، فستعرف أنه مصنوع من 25,000 شريحة (رفيعة جدًا) من الأنسجة.
ويجب تطبيق نفس التقنية على الدماغ البشري، لأنه لا يمكن استرجاع سوى المعلومات الخشنة للغاية من عمليات مسح الدماغ. يتم تخزين المعلومات الموجودة في الدماغ بكل تفاصيل البنية الفيزيائية للدماغ والوصلات بين الخلايا العصبية: حجمها وشكلها، وكذلك عدد وموقع الوصلات بينها. لكن هل توافق على نشر دماغك بهذه الطريقة؟
حتى لو وافقت على أننا نقوم بتقطيع دماغك إلى شرائح رفيعة للغاية، فمن غير المرجح أن يتم قطع الحجم الكامل لدماغك بدقة كافية و"إعادة تجميعه" بشكل صحيح. يبلغ حجم دماغ الإنسان حوالي 1.26 مليون ملليمتر مكعب.
إذا لم أثنيك بالفعل عن تجربة هذا الإجراء، فكر في ما يحدث عندما تأخذ الوقت في الاعتبار.
بعد أن نموت، تخضع أدمغتنا بسرعة لتغيرات مهمة كيميائية وهيكلية. عندما تموت الخلايا العصبية فإنها تفقد بسرعة قدرتها على التواصل، وتتغير خصائصها الهيكلية والوظيفية بسرعة - أي أنها لم تعد تظهر الخصائص التي تظهرها عندما نكون على قيد الحياة. ولكن الأمر الأكثر إشكالية هو حقيقة أن أدمغتنا تتقدم في السن.
ابتداءً من سن العشرين نفقد 20 خلية عصبية يومياً. لكن لا تقلق (كثيرًا)، فنحن في الغالب نفقد الخلايا العصبية التي لم يتم العثور على استخدامها، ولم يُطلب منها المشاركة في أي معالجة للمعلومات وتفعيل برنامج التدمير الذاتي (يسمى موت الخلايا المبرمج). وبعبارة أخرى، فإن عشرات الآلاف من الخلايا العصبية لدينا تقتل نفسها كل يوم. تموت الخلايا العصبية الأخرى بسبب الإرهاق أو العدوى.
ومع ذلك، فهذه ليست مشكلة كبيرة، نظرًا لأن لدينا ما يقرب من 100 مليار خلية عصبية في سن العشرين، ومع معدل الاستنزاف هذا، فقد فقدنا 20-2٪ فقط من خلايانا العصبية بحلول سن 3 عامًا. عندما نصاب بمرض تنكس عصبي، فإن أدمغتنا لا تزال قادرة على تمثيل أسلوب تفكيرنا مدى الحياة في هذا العمر. ولكن ما هو العمر المناسب للتوقف والمسح والتخزين؟
هل تفضل تخزين دماغ عمره 80 عامًا أم دماغًا عمره 20 عامًا؟ إن محاولة تخزين عقلك في وقت مبكر جدًا قد يؤدي إلى تفويت العديد من الذكريات والتجارب التي ستحدد هويتك لاحقًا. ولكن بعد ذلك، فإن محاولة الانتقال إلى جهاز كمبيوتر بعد فوات الأوان قد يؤدي إلى خطر تخزين دماغ مصاب بالخرف، وهو دماغ لا "يعمل" حقًا أيضًا.
لذا، نظرًا لأننا لا نعرف مقدار مساحة التخزين المطلوبة، فلا يمكننا أن نأمل في العثور على ما يكفي من الوقت والموارد لرسم خريطة كاملة للبنية ثلاثية الأبعاد للدماغ البشري بأكمله، حيث سيتعين علينا تقسيمك إلى ملايين من الأجزاء من المكعبات والشرائح الصغيرة، وأنه من المستحيل تحديد موعد إجراء النقل، وآمل أن تكون مقتنعًا الآن بأن هذا ربما لن يكون ممكنًا لفترة من الوقت، هذا إن كان ممكنًا على الإطلاق. وإذا كان الأمر كذلك، فمن المحتمل ألا ترغب في المخاطرة به في هذا الاتجاه. لكن في حال كنت لا تزال تشعر بالإغراء، سأستمر.
كيف؟
ولعل المشكلة الأكبر التي نواجهها هي أنه حتى لو تمكنا من فهم المستحيل والقفز فوق العقبات العديدة التي تمت مناقشتها، فإننا لا نزال نعرف القليل جدًا عن الآليات الأساسية. تخيل لو كنا قادرين على إعادة بناء البنية الكاملة لمائة مليار خلية عصبية في دماغ ريتشارد ديكسون مع كل من اتصالاتها، وكنا قادرين على تخزين ونقل هذه الكمية الفلكية من البيانات إلى جهاز كمبيوتر في ثلاث نسخ. وحتى لو تمكنا من الوصول إلى هذه المعلومات عند الطلب وعلى الفور، فسنظل نواجه أمرًا مجهولًا كبيرًا: كيف يعمل هذا؟
بعد سؤال "ماذا" (ما هي المعلومات الموجودة؟)، وسؤال "متى" (متى يكون الوقت المناسب للتحويل؟)، فإن السؤال الأصعب هو سؤال "كيف". دعونا لا نكون متطرفين للغاية. نحن نعرف بعض الأشياء. نحن نعلم أن الخلايا العصبية تتواصل مع بعضها البعض بناءً على التغيرات الكهربائية المحلية، والتي تنتقل عبر فروعها الرئيسية (التشعبات والمحاور). يمكن أن تنتقل هذه الخلايا العصبية من خلية عصبية إلى أخرى مباشرة أو من خلال أسطح التبادل التي تسمى المشابك العصبية.
عند المشبك، يتم تحويل الإشارات الكهربائية إلى إشارات كيميائية، والتي يمكن أن تنشط أو تعطل الخلية العصبية التالية، اعتمادًا على نوع الجزيء (يسمى الناقل العصبي) المعني. نحن نفهم الكثير من المبادئ التي تحكم عمليات نقل المعلومات هذه، لكننا لا نستطيع فك شفرتها من خلال النظر إلى بنية الخلايا العصبية واتصالاتها.
لمعرفة أنواع الروابط التي تنطبق بين خليتين عصبيتين، نحتاج إلى تطبيق التقنيات الجزيئية والاختبارات الجينية. وهذا يعني مرة أخرى تثبيت الأنسجة وتقطيعها إلى شرائح رفيعة. غالبًا ما يتضمن أيضًا تقنيات الصبغ، ويجب أن يتوافق القطع مع هذه التقنيات. لكنها لا تتطابق بالضرورة مع القطع المطلوب لإعادة إنتاج البنية ثلاثية الأبعاد.
والآن بعد أن واجهت خيارًا أكثر صعوبة من تحديد أفضل وقت في حياتك للتخلي عن الوجود، يجب عليك الاختيار بين البنية والوظيفة - البنية ثلاثية الأبعاد لعقلك مقابل كيفية عمله. المستوى الخلوي. وذلك لأنه لا توجد طريقة معروفة لجمع كلا النوعين من المعلومات في نفس الوقت. وبالمناسبة، لا أريد تضخيم أي دراما جدية، ولكن الطريقة التي تتواصل بها الخلايا العصبية هي طبقة أخرى من المعلومات، مما يعني أننا نحتاج إلى ذاكرة أكبر بكثير من الكمية التي لا تحصى والتي تم التنبؤ بها سابقًا.
لذا فإن إمكانية تحميل المعلومات الموجودة في الأدمغة إلى أجهزة الكمبيوتر بعيدة تمامًا وقد تكون بعيدة عن متناول الإنسان إلى الأبد. ربما ينبغي أن أتوقف هنا، لكنني لن أفعل ذلك، لأن هناك المزيد لأقوله. دعني أطرح عليك سؤالاً في المقابل يا ريتشارد: لماذا تريد أن تضع عقلك في الكمبيوتر؟
هل عقولنا أكثر من مجموع أجزائها (البيولوجية)؟
قد يكون لدي إجابة مفيدة، وإن كانت غير متوقعة، لأقدمها لك بعد كل شيء. أفترض أنك قد ترغب في نقل عقلك إلى جهاز كمبيوتر على أمل أن تظل موجودًا بعد حياتك، وأنك قد ترغب في الاستمرار في الوجود داخل جهاز بمجرد أن يصبح جسدك غير قادر على تنفيذ أفكارك وخططك في عقلك الحي.
إذا كانت هذه الفرضية صحيحة، فلا بد لي من الاعتراض. عندما تتخيل أن كل الأشياء المستحيلة المذكورة أعلاه سيتم حلها يومًا ما، ويمكن حرفيًا "نسخ" دماغك إلى جهاز كمبيوتر - مما يسمح بمحاكاة كاملة لعمل دماغك - في اللحظة التي تقرر فيها نقل دماغك إلى جهاز كمبيوتر، ريتشارد سوف يتوقف ديكسون عن الوجود. وبالتالي فإن صورة الدماغ المنقولة إلى الكمبيوتر لن تكون أكثر وضوحا من الكمبيوتر المضيف لها.
وذلك لأن الكائنات الحية مثل الإنسان والحيوان موجودة لأنها حية. قد تعتقد أنني قلت للتو شيئًا تافهًا تمامًا، يقترب من الغباء، ولكن إذا فكرت في الأمر، فهناك ما هو أكثر مما تراه العين. يتلقى الدماغ الحي ردود الفعل من العالم من خلال الحواس. وهو متصل بالجسم الذي يعتمد على الأحاسيس الجسدية. والنتيجة هي مظاهر جسدية مثل التغيرات في معدل ضربات القلب والتنفس والتعرق، والتي بدورها يمكن الشعور بها والمساهمة في التجربة الداخلية. كيف يمكن أن يعمل هذا لجهاز كمبيوتر بدون جسم؟
ومن غير المرجح أن يكون من السهل نمذجة أي مدخلات أو مخرجات من هذا القبيل، خاصة إذا كان الدماغ المستنسخ معزولا وليس لديه نظام لاستشعار البيئة والتصرف استجابة للمدخلات. يجمع الدماغ بسلاسة وباستمرار الإشارات من جميع الحواس لإنتاج تمثيلات داخلية، ويقوم بالتنبؤات حول تلك التمثيلات، ويخلق في النهاية الوعي (إحساسنا بكوننا على قيد الحياة وكوننا أنفسنا) بطريقة لا تزال لغزًا كاملاً بالنسبة لنا.
بدون التفاعل مع العالم، مهما كان معقدًا وغير واعي، كيف يمكن للعقل أن يعمل ولو للحظة واحدة؟ وكيف يمكن أن يتطور ويتغير؟ إذا كان الوعي، سواء كان مصطنعًا أم لا، ليس له مدخلات أو مخرجات، فهو بلا حياة، تمامًا مثل الدماغ الميت.
لا أستطيع أن أفكر لذلك لن أفعل.
بمعنى آخر، بعد تقديم كل التضحيات التي تمت مناقشتها سابقًا، فإن نقل دماغك إلى جهاز كمبيوتر قد يفشل تمامًا في إبقاء دماغك على قيد الحياة. يمكنك الرد بأنك ستطلب بعد ذلك ترقية وتطلب نقل دماغك إلى روبوت متطور مجهز بمجموعة من أجهزة الاستشعار القادرة على الرؤية والسمع واللمس وحتى شم وتذوق العالم (لماذا لا؟) وأن هذا يكون الروبوت قادرًا على التصرف والتحرك والتحدث (لماذا لا؟).
ولكن حتى في هذه الحالة، من المستحيل نظريًا وعمليًا على أجهزة الاستشعار والأنظمة الحركية المطلوبة توفير الأحاسيس وإنتاج إجراءات مماثلة أو حتى مشابهة لتلك التي يوفرها وينتجها جسمك البيولوجي الحالي. العيون ليست كاميرات بسيطة، والأذن ليست مجرد ميكروفونات، واللمس لا يتعلق فقط بتقييم الضغط. على سبيل المثال، لا تنقل العيون التباينات والألوان الزاهية فحسب، بل يتم دمج المعلومات الواردة منها بعد وقت قصير من وصولها إلى الدماغ لتشفير العمق (المسافة بين الأشياء) - وما زلنا لا نعرف كيف.
وهكذا يتبين أن وعيك المنقول لن يكون قادرًا على الارتباط بالعالم كما يفعل عقلك الحي الحالي. وكيف سنتمكن حتى من ربط أجهزة الاستشعار الاصطناعية بالنسخة الرقمية من دماغك (الحي)؟ ماذا عن خطر القرصنة؟ أو فشل الأجهزة؟
إذن لا، لا، لا. لقد حاولت أن أقدم لك وجهة نظري (المبنية على أساس علمي) بشأن سؤالك، وعلى الرغم من أنه غير واضح مني، إلا أنني آمل أن أكون قد ساعدت في تخفيف رغبتك في إدخال عقلك في الكمبيوتر.
أتمنى لك حياة مديدة وصحية يا ريتشارد، لأن هذا هو بالتأكيد المكان الذي سيتواجد فيه عقلك ويزدهر طالما أن عقلك يطبقه. أتمنى أن يمنحك الله السعادة والأحلام - وهو شيء لن يحصل عليه androids أبدًا.
المزيد عن الموضوع على موقع العلوم:
________________________________________
هذه المقالة جزء من سلسلة أسئلة الحياة الكبيرة
تسعى سلسلة المحادثة، التي تنشر بالشراكة مع بي بي سي فيوتشر، إلى الإجابة على أسئلة قرائنا المضحكة حول الحياة والحب والموت والكون. نحن نعمل مع باحثين محترفين كرسوا حياتهم للكشف عن وجهات نظر جديدة حول الأسئلة التي تشكل حياتنا.
تعليقات 2
يذكرني بالناس الذين قالوا. "لا يمكننا الطيران أبدًا لأننا لا نملك أجنحة." لقد نجح التطور في إنتاجنا. لا يوجد سبب يمنعنا بمساعدة التطور المتعمد (والمحوسبة) من التوصل إلى حل لهذه المشكلة أيضًا.
تبدو وكأنها قائمة من المشاكل التقنية التي ستصبح بسيطة خلال مائة أو مائتي عام.