آیا این امکان وجود دارد که من آنقدر عمر کنم که بتوانم مغزم را در یک کامپیوتر آپلود کنم؟ این سوالی است که اکثر انسان‌ها با پیشرفت تکنولوژی از خود می‌پرسند. همین موضوع ما را بر آن داشت تا در یک مقاله قصد داریم تا به بررسی عمیق جنبه‌های مختلف آپلود مغز روی کامپیوتر بپردازیم.
- ساختن خاطره توسط مغز انسان چگونه رخ می‌دهد؟
- کپی پیست نقشه مغز در تراشه سه بعدی – پیشنهاد سامسونگ برای جایگزین مغز
آپلود مغز روی کامپیوتر – چرا و چگونه؟
ما اغلب تصور می‌کنیم که آگاهی انسان به سادگی ورودی و خروجی سیگنال‌های الکتریکی در شبکه‌ای از واحدهای پردازش است. بنابراین از این نظر با یک کامپیوتر قابل مقایسه است. با این حال، واقعیت بسیار پیچیده‌تر از اینها است. برای شروع تنها کافی است به این موضوع اشاره کنیم که ما در واقع نمی‌دانیم که مغز انسان چقدر اطلاعات می‌تواند نگه دارد.
دو سال پیش، تیمی در مؤسسه علوم مغز آلن در سیاتل، ساختار سه بعدی تمام نورون‌ها (سلول‌های مغز) را که در یک میلی‌متر مکعب از مغز یک موش تشکیل شده بود، ترسیم کردند. این موضوع در آن زمان نقطه عطفی فوق‌العاده تلقی می‌شد. بعد از مدتی پرسش و پاسخی با افراد مختلف دخیل در این پروژه صورت گرفت که به دنبال پاسخگویی به سوالات آزاردهنده مردم در مورد زندگی، عشق، مرگ و جهان است.
در داخل این مکعب کوچک بافت مغز (به اندازه یک دانه شن) محققان بیش از 100000 نورون و بیش از یک میلیارد اتصال بین آنها را شمارش کردند. آنها موفق شدند اطلاعات مربوطه را روی کامپیوترها ثبت کنند (از جمله شکل و پیکربندی هر نورون و اتصال آنها به یکدیگر) که به دو پتابایت یا دو میلیون گیگابایت فضای ذخیره سازی نیاز داشت. و برای انجام این کار، میکروسکوپ‌های خودکار آنها مجبور بودند 100 میلیون تصویر از 25000 برش از نمونه کوچک را به‌طور مداوم در طی چند ماه جمع‌آوری کنند.
حال اگر این چیزی است که برای ذخیره اطلاعات فیزیکی کامل نورون‌ها و اتصالات آنها در یک میلی متر مکعب از مغز موش لازم است، شاید بتوان تصور کرد که جمع آوری این اطلاعات از مغز انسان قرار نیست به سادگی آن باشد.
با این حال، استخراج و ذخیره داده‌ها تنها چالش نیست. برای اینکه یک کامپیوتر شبیه حالت عملکرد مغز باشد، باید به تمام اطلاعات ذخیره شده در مدت زمان بسیار کوتاهی دسترسی داشته باشد: اطلاعات باید در حافظه دسترسی تصادفی خود (RAM) ذخیره شود نه در یک حافظه سنتی مانند هارد دیسک‌ها. اگر بخواهیم مقدار داده‌ای را که محققان جمع‌آوری کرده‌اند در رم رایانه ذخیره کنیم، 12.5 برابر ظرفیت بزرگترین رایانه تک‌حافظه‌ای (کامپیوتری که به جای پردازش بر روی حافظه ساخته شده است) را اشغال می‌کند.
مغز انسان حدود 100 میلیارد نورون دارد (به تعداد ستاره هایی که در کهکشان راه شیری می توان شمارش کرد) که تقریبا برابر با یک میلیون برابر مقدار موجود در میلی متر مکعب مغز موش است. و جالب است بدانید که تعداد تخمینی اتصالات این نورون‌ها به یکدیگر ده به توان 15 است که بسیار خیره کننده است. اگر بخواهیم این ده به دنبال آن 15 صفر را برای شما به شکلی قابل تصور روایت کنیم، عددی قابل مقایسه با دانه‌های موجود در یک لایه ماسه ضخیم دو متری در ساحلی به طول 1 کیلومتر است.
حتی اگر ندانیم که مغز انسان چقدر داده را می‌تواند ذخیره کند، می‌توانید تصور کنید که انتقال آن به کامپیوتر چقدر سخت خواهد بود. ابتدا باید اطلاعات را به کدی تبدیل کنید که کامپیوتر بتواند آن را بخواند و پس از ذخیره شدن از آن استفاده کند. هر گونه خطا در انجام این کار احتمالاً کشنده خواهد بود.
یک قانون ساده برای ذخیره سازی اطلاعات این است که قبل از شروع باید مطمئن شوید که فضای کافی برای ذخیره تمام اطلاعاتی که برای انتقال نیاز دارید دارید. اگر نه، باید دقیقاً ترتیب اهمیت اطلاعاتی را که ذخیره می‌کنید و نحوه سازماندهی آنها را بدانید، که برای داده‌های مغزی چندان درست نیست.
اگر نمی‌دانید هنگام شروع به کار چه مقدار اطلاعات را باید ذخیره کنید، ممکن است قبل از تکمیل انتقال، فضای خالی شما تمام شود، که می‌تواند به این معنی باشد که رشته اطلاعات ممکن است خراب باشد یا استفاده از آن برای کامپیوتر غیرممکن باشد. همچنین، برای جلوگیری از عواقب فاجعه‌بار از دست دادن داده‌ها، تمام داده‌ها باید حداقل در دو (اگر نه سه) نسخه ذخیره شوند.
این فقط یکی از مشکلات است. اگر دقت کرده باشید وقتی دستاوردهای خارق‌العاده محققانی را توضیح دادم که توانستند ساختار سه بعدی شبکه نورون‌ها را به طور کامل در قسمت کوچکی از مغز موش ذخیره کنند، می‌دانید که این کار از 25000 برش (بسیار نازک) بافت انجام شده است.
همین روش باید برای مغز شما نیز اعمال شود، زیرا فقط اطلاعات بسیار درشت را می‌توان از اسکن مغز بازیابی کرد. اطلاعات در مغز در تمام جزئیات ساختار فیزیکی اتصالات بین نورون‌ها ذخیره می‌شود. اندازه و شکل آنها و همچنین تعداد و محل اتصالات بین آنها نیز مد نظر است. اما آیا رضایت می‌دهید که مغزتان به این شکلی که گفتم بریده شود؟
حتی اگر موافق باشید که مغز شما را به تکه‌های بسیار نازک برش می‌دهیم، بسیار بعید است که حجم کامل مغز شما با دقت کافی بریده شود و به درستی “دوباره” جمع شود. حجم مغز انسان حدود 1.26 میلیون میلی متر مکعب است.
پس از مرگ، مغز ما به سرعت دستخوش تغییرات عمده ای می شود که هم شیمیایی و هم ساختاری هستند. هنگامی که نورون‌ها می‌میرند، خیلی زود توانایی خود را برای برقراری ارتباط از دست می‌دهند، و ویژگی‌های ساختاری و عملکردی آنها به سرعت تغییر می‌کند (به این معنی که آنها دیگر ویژگی‌هایی را که در زمانی که ما زنده هستیم از خود نشان می‌دادند را نشان نمی‌دهند. اگر بخواهیم ساده‌تر بگوییم مغز ما پیر می‌شود.
زقیقا از زمان 20 سالگی ما روزانه 85000 نورون را از دست می‌دهیم. اما نگران نباشید ما عمدتاً نورون‌هایی را از دست می‌دهیم که کاربرد خود را در مغز ما پیدا نکرده‌اند، در واقع از آنها خواسته نشده است که در پردازش اطلاعات شرکت کنند. این باعث ایجاد برنامه‌ای برای خود تخریبی (به نام آپوپتوز) می شود. به عبارت دیگر، روزانه چند ده هزار نورون ما خود را می‌کشند. سایر نورون‌ها نیز به دلیل خستگی یا عفونت می‌میرند.
اگرچه این موضوع چندان مشکلی نیست، زیرا ما در سن 20 سالگی تقریباً 100 میلیارد نورون داریم و با چنین نرخ فرسایشی، ما فقط 2 تا 3 درصد از نورون‌های خود را تا سن 80 سالگی از دست داده‌ایم. اما تمام اینها به شرطی که به یک بیماری نورودژنراتیو مبتلا نشویم، مغز ما همچنان می‌تواند سبک تفکر مادام العمر ما را در آن سن نشان دهد. اما سن مناسب برای توقف، اسکن و ذخیره چه سنی خواهد بود؟
آیا شما ترجیح می‌دهید یک ذهن 80 ساله را ذخیره کنید یا یک ذهن 20 ساله؟ تلاش برای ذخیره سازی ذهن خود خیلی زود باعث از دست دادن بسیاری از خاطرات و تجربیاتی می‌شود که بعداً شما را تعریف می‌کردند. اما پس از آن، تلاش برای انتقال خیلی دیر به رایانه، خطر ذخیره ذهنی مبتلا به زوال عقل را به همراه خواهد داشت، چیزی که کاملاً «کار نمی‌کند».
بنابراین، با توجه به اینکه نمی‌دانیم چقدر فضای ذخیره سازی لازم است، نمی‌توانیم امیدوار باشیم که زمان و منابع کافی برای نقشه برداری کامل از ساختار سه بعدی کل مغز انسان پیدا کنیم، باید شما را به هزاران مکعب کوچک برش دهیم و و اینکه اساساً تصمیم گیری در مورد زمان انجام انتقال غیرممکن است!
شاید بزرگترین مشکل ما در این راه این باشد که حتی اگر بتوانیم غیرممکن‌ها را درک کنیم و از موانع زیادی که در مورد آنها بحث شد بگذریم، هنوز اطلاعات کمی در مورد مکانیسم‌های اساسی داریم. تصور کنید که ما موفق به بازسازی ساختار کامل صد میلیارد نورون در مغز ریچارد دیکسون به همراه هر یک از اتصالات بین آنها شده‌ایم و توانسته‌ایم این مقدار نجومی داده را در سه نسخه در رایانه ذخیره و منتقل کنیم. حتی اگر می‌توانستیم به این اطلاعات بر حسب تقاضا و فوراً دسترسی داشته باشیم، باز هم با یک ناشناخته بزرگ روبرو می‌شویم: این کامپیوتر که مغز ما در آن است چگونه کار می‌کند؟
بعد از سوال “چه” (چه اطلاعاتی وجود دارد؟) و “چه زمانی” (زمان مناسب برای انتقال چه زمانی است؟)، سخت ترین سوال “چگونه” است. خیلی رادیکال نباشیم ما بعضی چیزها را می‌دانیم. ما می‌دانیم که نورون‌ها بر اساس تغییرات الکتریکی محلی با یکدیگر ارتباط برقرار می‌کنند که به سمت امتداد اصلی خود (دندریت‌ها و آکسون‌ها) حرکت می‌کنند. اینها می‌توانند مستقیماً یا از طریق سطوح مبادله‌ای به نام سیناپس از یک نورون به نورون دیگر منتقل شوند.
در سیناپس، سیگنال‌های الکتریکی به سیگنال‌های شیمیایی تبدیل می‌شوند که بسته به نوع مولکول (به نام واسطه‌های عصبی) درگیر، می‌توانند نورون بعدی را فعال یا غیرفعال کنند. ما مقدار زیادی از اصول حاکم بر چنین انتقال اطلاعات را می‌دانیم، اما نمی‌توانیم آن را با نگاه کردن به ساختار نورون‌ها و اتصالات آنها رمزگشایی کنیم.
برای اینکه بدانیم کدام نوع ارتباط بین دو نورون اعمال می شود، باید از تکنیک‌های مولکولی و آزمایش های ژنتیکی استفاده کنیم. این بدان معنی است که دوباره بافت را ثابت کرده و به برش های نازک برش دهید. همچنین اغلب شامل تکنیک های مردن می‌شود و برش باید با آنها سازگار باشد. اما این لزوما با برش مورد نیاز برای بازسازی ساختار سه بعدی سازگار نیست.
بنابراین اکنون با انتخابی بسیار دلهره آورتر از تعیین این که بهترین زمان در زندگی تان برای چشم پوشی از وجودتان است، روبرو هستید. باید بین ساختار و عملکرد – معماری سه بعدی مغزتان در مقابل نحوه عملکرد آن در سطح سلولی یکی را انتخاب کنید. به این دلیل که هیچ روش شناخته شده‌ای برای جمع آوری هر دو نوع اطلاعات به طور همزمان وجود ندارد. ضمناً، نحوه ارتباط نورون‌ها لایه دیگری از اطلاعات است، به این معنی که ما به حافظه بسیار بیشتری نسبت به مقدار غیرقابل محاسبه‌ای که قبلاً در نظر گرفته شده بود نیاز داریم.
بنابراین امکان آپلود اطلاعات موجود در مغزها در رایانه کاملاً دور است و ممکن است برای همیشه دور از دسترس باشد. اما یک سوال اساسی دیگر هم وجود دارد و آن این است که چرا می خواهی مغزت را در کامپیوتر بگذاری؟
آیا ذهن ما بیشتر از مجموع اجزای (بیولوژیکی) آنهاست؟ من فرض می‌کنم که شما می‌خواهید ذهن خود را به یک رایانه منتقل کنید به این امید که بیش از طول عمر خود وجود داشته باشید. مثلا زمانی که بدن شما دیگر نتواند ذهن شما را در مغز زنده‌تان پیاده‌سازی کند، می‌خواهید در داخل یک ماشین به زندگی خود ادامه دهید.
اما اگر این فرضیه درست باشد، باید به این موضوع هم فکر کنید. با تصور اینکه همه چیزهای غیرممکن ذکر شده در بالا یک روز حل می‌شوند و مغز شما می‌تواند به معنای واقعی کلمه در یک کامپیوتر “کپی” شود (که امکان شبیه سازی کامل عملکرد مغز شما را فراهم می‌کند) در لحظه‌ای که تصمیم به انتقال می‌گیرید، تصویر ذهنی که به رایانه منتقل می شود، زنده تر از رایانه میزبان آن نخواهد بود.
این به این دلیل است که موجودات زنده‌ای مانند انسان و حیوانات وجود دارند زیرا آنها زنده هستند. ممکن است فکر کنید که من چیزی کاملاً پیش پاافتاده و در حد حماقت را بیان کردم، اما اگر در مورد آن فکر کنید، چیزی بیشتر از چیزی است که به نظر می‌رسد. ذهن زنده از طریق حواس از جهان ورودی دریافت می‌کند. به بدنی متصل است که بر اساس احساسات فیزیکی احساس می‌شود. این منجر به تظاهرات فیزیکی مانند تغییر در ضربان قلب، تنفس و تعریق می‌شود که به نوبه خود می‌تواند احساس شود و به تجربه درونی کمک کند. پس این همه احساسات فیزیکی چگونه این برای یک کامپیوتر بدون بدن کار می‌کند؟
مدل‌سازی همه این ورودی‌ها و خروجی‌ها احتمالاً آسان نیست، به خصوص اگر ذهن کپی‌شده منزوی باشد و سیستمی برای درک محیط و عمل در پاسخ به ورودی وجود نداشته باشد. مغز بطور یکپارچه و پیوسته سیگنال‌هایی را از تمام حواس برای تولید بازنمایی‌های درونی ادغام می‌کند، در مورد این بازنمایی‌ها پیش‌بینی می‌کند و در نهایت آگاهی آگاهانه (احساس ما از زنده بودن و خود بودن) را ایجاد می‌کند به گونه‌ای که هنوز برای خود هم ما یک راز است.
بدون تعامل با جهان (هر چند ظریف و ناخودآگاه) ذهن چگونه می‌تواند حتی برای یک دقیقه کار کند؟ و چگونه می‌تواند تکامل یابد و تغییر کند؟ اگر ذهن (چه مصنوعی و چه غیر مصنوعی) هیچ ورودی و خروجی نداشته باشد، مانند مغز مرده، فاقد حیات است.
به عبارت دیگر، با انجام تمام فداکاری‌هایی که قبلاً در مورد آنها صحبت شد، انتقال مغز شما به یک رایانه به طور کامل نمی‌تواند ذهن شما را زنده نگه دارد. ممکن است بخواهید ذهن شما به یک ربات پیچیده مجهز به مجموعه‌ای از حسگرها منتقل شود که قادر به دیدن، شنیدن، لمس کردن و حتی بوییدن و چشیدن جهان است (چرا که نه؟) این ربات می تواند عمل کند و حرکت کند و صحبت کند (چرا که نه؟).
اما حتی در این صورت، از نظر تئوری و عملا غیرممکن است که حسگرها و سیستم‌های حرکتی مورد نیاز، احساساتی را ایجاد کنند و اعمالی مشابه یا حتی قابل مقایسه با آنچه توسط بدن بیولوژیکی فعلی شما ارائه و تولید می‌شود، ایجاد کنند. چشم‌ها دوربین‌های ساده‌ای نیستند، گوش‌ها فقط میکروفون نیستند و لمس فقط مربوط به تخمین فشار نیست. به عنوان مثال، چشم‌ها تنها کنتراست‌ها و رنگ‌های نور را منتقل نمی‌کنند، اطلاعات حاصل از آنها بلافاصله پس از رسیدن به مغز برای رمزگذاری عمق (فاصله بین اجسام) ترکیب می‌شوند. و تمام اینها در حالی است که ما هنوز نمی‌دانیم این مکانیزم چگونه عمل می‌کند.
و بنابراین نتیجه می شود که ذهن منتقل شده شما مانند ذهن زنده فعلی شما امکان ارتباط با جهان را نخواهد داشت. و چگونه می‌توانیم حسگرهای مصنوعی را به کپی دیجیتال ذهن (زنده) شما متصل کنیم؟ در مورد خطر هک چطور؟ یا خرابی سخت افزاری؟
خط دوم یه کلمه جا افتاده