оцифровка мозга и сознания
Цифровое бессмертие: есть ли жизнь после смерти в компьютере
Майкл Грациано — профессор психологии и неврологии в Принстонском университете. Он изучает нейробиологические основы сознания и работу головного мозга.
Представьте будущее, в котором никто не умирает — наоборот, сознание человека загружается в цифровой мир. Там оно может существовать в теле-аватаре в правдоподобной искусственной реальности и даже возвращаться, влияя на биологический мир.
Потенциал загрузки сознания колоссален, но что потребуется для сканирования мозга и переноса его сознания?
Главная сложность состоит в сканировании мозга со степенью детализации, достаточной для запечатления сознания и последующем точнейшем его воссоздании. Но для начала необходимо определить, что именно сканировать.
Мозг человека состоит примерно из 86 млрд нейронов, связанных друг с другом посредством как минимум 100 трлн синапсов. Данная модель соединения нейронов мозга, а точнее — комбинации всех нейронов и их взаимосвязей, — называется коннектомом человека. Карта связей коннектома до сих пор не составлена, и механизм передачи сигналов между нейронами до конца не изучен.
Существуют сотни, а возможно и тысячи, различных видов соединений или синапсов. Каждый из них функционирует по-своему. Одни работают быстрее, другие — медленнее. Одни в процессе обучения быстро растут или сжимаются, другие более устойчивы во времени. И помимо триллионов четко определенных непосредственных парных соединений, существуют нейроны, которые испускают нейромедиаторы, одновременно воздействующие на множество других нейронов. Чтобы копировать сознание человека, необходимо создать карту различных видов взаимодействий.
Существует также немало факторов, влияющих на нейронные сигналы, но они пока мало изучены или не обнаружены вовсе. Приведем всего один пример.
На паттерны активности между нейронами, скорее всего, влияет тип клеток, называемых глия. Глия окружает нейроны и, как полагают некоторые ученые, подобных клеток в десять раз больше, чем нейронов. Раньше считалось, что глиальные клетки являются только структурной поддержкой, но хотя их функции до сих пор мало изучены, некоторые из них определенно могут генерировать собственные сигналы, влияющие на процесс передачи информации.
Как отсканировать мозг?
Существующего представления о мозге пока недостаточно, чтобы определить, что на самом деле необходимо для копирования сознания, но представим, что знание достигло требуемого уровня, как же тогда отсканировать мозг?
В настоящее время при помощи передовых неинвазивных методов, таких как МРТ, можно получать четкие сканированные изображения живого человеческого мозга с разрешением примерно в полмиллиметра.
Для обнаружения синапсов потребуется сканирование с разрешением около микрона — тысячной доли миллиметра. Для определения вида синапса и в точности насколько каждый из них активен, потребуется еще более высокое разрешение.
МРТ использует сильные магнитные поля. Для сканирования с разрешением, необходимым для распознавания деталей отдельных синапсов, потребуется настолько сильное поле, что ткани мозга просто сварятся. Поэтому чтобы совершить прорыв в качестве разрешения снимков, нужна принципиально новая технология сканирования.
Намного проще отсканировать мертвый мозг при помощи электронного микроскопа, но и эта технология никуда не годится, поскольку потребовалось бы сначала умертвить объект исследования.
Как оцифровать мозг
Допустим, что мы достаточно хорошо изучим мозг и поймем, что сканировать, а также изобретем технологию безопасного сканирования с высоким разрешением, но тогда тут же возникает проблема воспроизведения цифровых данных. Основными преградами будут вычислительные мощности и объемы хранения данных, правда, с каждым годом оба этих параметра улучшаются.
На самом деле мы намного больше продвинулись в плане компьютеров, чем в научном понимании и сканировании сознания. Искусственные нейронные сети уже управляют поисковыми системами в интернете, визуальными помощниками, беспилотными автомобилями, алгоритмической торговлей на Уолл-стрит и смартфонами. Никто еще не сумел построить искусственную сеть из 86 млрд нейронов, но если компьютерные технологии продолжат совершенствоваться, то можно будет управлять даже такими объемами данных.
На каждой стадии процесса сканирования и загрузки надо удостовериться в точности сбора необходимой информации, иначе можно ненароком получить испорченную версию сознания.
И хотя загрузка сознания теоретически возможна, для ее практической реализации, скорее всего, потребуется еще не одна сотня лет на разработку технологии и научного понимания. И все это упрется в проблемы этического и философского характера: кому будет доступна загрузка сознания в виртуальный мир? Какими правами будет обладать виртуальное сознание? Какие возможны злоупотребления этой технологией?
И даже если когда-нибудь загрузка сознания станет возможна, можно ли этим заниматься — вопрос по-прежнему открыт.
Оцифровка замороженного мозга — нюансы и проблемы технологии
На Geektimes не так давно публиковалась статья о деятельности компании Nectome, заявившей о намерении сохранить мозг своих клиентов для оцифровки в далеком (или не очень) будущем. Специалисты сомневаются в том, что это возможно, но есть и сторонники такого подхода.
Процедура, которая известна как «альдегид-стабилизированная криопрезервация (АСК)», необходима для сохранения «коннектомы», то есть целостной структуры мозга. При ее оцифровке, как верят некоторые специалисты, можно будет перевести сознание и знания человека в виртуальную среду, то есть создать личность.
Сторонником этой точки зрения (без упоминания криоконсервации) был Стивен Хокинг. Он заявлял следующее: «Существует теоретическая возможность скопировать мозг человека при помощи компьютера, обеспечив некую форму жизни после смерти». Правда, он же говорил и о том, что на данный момент человечество не обладает такими возможностями.
Кстати, первыми «пионерами криоконсервации» были Линда Чемберлейн и ее муж Фред Чемберлейн. Они основали компанию Alcor Life Extension Foundation в 1972. На данный момент это крупнейшая компания, которая предлагает услуги по заморозке тел своих клиентов для возрождения их в будущем.
Фред Чемберлейн воспользовался услугами собственной компании в 2012 году. «Это, вероятно, последнее электронное сообщение, которое вы от меня получаете. Встретимся в будущем.
Альдегид-стабилизированная криопрезервация включает два этапа. Первый — фиксация клеток мозга и второй — »остекление» всего органа. Первый этап выполняется с использованием глутарового альдегида, который фиксирует синапсы, не давая связям распадаться. Затем этиленгликоль используется для превращения мозга в стеклообразную массу, способную выдержать пребывание в хранилище со сверхнизкой температурой без повреждений нервных окончаний.
АСК позиционируется сторонниками метода как крионика следующего поколения. Также именно этот способ считается наиболее подходящим для сохранения мозга человека или животного с целью дальнейшей оцифровки. Поскольку синапсы сохраняются, что при оцифровке возможно восстановление как сознания человека, так и всех его знаний и эмоций на момент заморозки.
Современные криокомпании предлагают две разновидности сохранения человека для будущей жизни. Первое — это как раз сохранение лишь коннектомы с целью дальнейшей оцифровки. Второе — сохранение всего тела и мозга в форме, которая предусматривает оживление в физической форме, а не цифровой. Что первый способ, что второй делает возможным продолжение «жизни после смерти» лишь в далеком будущем. На данный момент человечество не располагает технологиями ни для разморозки человека, ни для оцифровки мозга.
Эрик Дрекслер, автор книги «Engines of Creation», считал, что даже химически зафиксированные нервные клетки мозга можно будет восстановить в будущем при помощи нанороботов. Это предположение он сделал в 1986 году. Пока что таких систем у человечества нет, но ничто не мешает их появлению в будущем. Кстати, фиксация позволяет сохранять мозг и без заморозки, правда, в течение достаточно ограниченного времени — года или двух. Хранение возможно и при комнатной температуре.
Если технологии будут совершенствоваться, можно представить, что сроки хранения значительно увеличатся, так что заморозка и вовсе не будет нужна. И уже появилась точка зрения, что химическую фиксацию необходимо использовать до фактической смерти мозга с тем, чтобы сохранить структуру живого органа, а следовательно, и сознания человека. Понятно, что все эти манипуляции должны производиться с полного согласия человека, планирующего сохранить себя для будущих поколений.
Все это противоречит многим этическим и медицинским нормам, так что согласие регуляторов на проведение соответствующих манипуляций сторонники «живой фиксации» получат нескоро.
Компания Nectome в настоящее время продолжает изучение возможностей сохранения мозга человека, как с заморозкой, так и без нее. То же «остекление» — отличный способ для получения неповрежденного мозга для изучения, но пока точно неизвестно, можно ли при помощи этой технологии в действительности сохранить и затем оцифровать сознание человека.
Можем ли мы оцифровать человеческий разум?
Представьте себе будущее, в котором люди не умирают. Вместо этого их разум живёт в цифровом мире. Люди обитают в реалистичной симуляции, при этом могут взаимодействовать с биологическим миром.
Идея загрузки разума в компьютер вызывает большой интерес. Но как можно отсканировать мозг человека и загрузить его разум в компьютер? Главная проблема – как достаточно детализировано просканировать мозг человека, чтобы составить картину разума, и точно воссоздать её в цифровом пространстве?
Структура мозга
Во-первых, нужно знать, что сканировать. В человеческом мозге примерно 86 миллиардов нейронов, которые соединяют минимум сотней триллионов синапсов. Полное описание структуры связей всех нейронов в нервной системе человека называется коннектóмом.
У нас ещё нет его полного описания, к тому же изучать нейронные сигналы довольно сложно. Существуют сотни, если не тысячи, видов соединений, то есть синапсов. И все они устроены немного по-разному. Некоторые функционируют чуть быстрее, некоторые – медленнее. Некоторые быстро растут или сжимаются во время обучения. Некоторые в течение времени не меняют своей формы.
И, помимо триллионов связей между отдельными нейронами, некоторые нейроны выделяют нейромедиаторы, которые одновременно воздействуют на несколько нейронов. Все эти разные типы взаимодействия необходимо просканировать и описать, чтобы скопировать разум человека. К тому же на сигналы между нейронами влияет множество факторов, которые либо слабо изучены, либо вовсе не обнаружены.
Например, на взаимодействие нейронов с высокой вероятностью влияет тип клеток под названием нейрогли́я. Нейроглия окружает нейроны, и, как считают некоторые учёные, этих клеток чуть ли не в 10 раз больше, чем самих нейронов. Когда-то считалось, нейроглии только поддерживают структуру нейронных связей. Другие функции были неизвестны.
Однако некоторые такие клетки могут подавать собственные сигналы, которые влияют на обработку информации. Наших знаний о мозге недостаточно, и поэтому мы не понимаем, что нам нужно сканировать в нём, чтобы создать его копию. Но если допустить, что знаний достаточно, то как мы просканируем мозг?
Какие возможности доступны сегодня?
На данный момент, мы можем точно просканировать мозг живого человека с разрешением до половины миллиметра при помощи нашего лучшего неинвазивного инструмента – МРТ. Чтобы обнаружить синапс, нам необходимо разрешение в один микрон – тысячную часть миллиметра. А чтобы узнать тип синапса и точно измерить, насколько сильны его связи, потребуется большее разрешение.
МРТ сканирует при помощи сильных магнитных полей. Чтобы просканировать отдельные синапсы в мозге, магнитные поля должны быть такой мощности, что ткани организма, попав них, будут сгорать. Чтобы настолько улучшить точность сканирования, необходимы совершенно новые технологии.
Сложности
Намного эффективнее было бы сканировать мёртвый мозг с помощью электронного микроскопа. Но и этот способ не годится, поскольку сначала нужно было бы умертвить испытуемого. Но допустим, что мы знаем, что мы должны сканировать и можем отсканировать мозг в нужном разрешении.
Следующая проблема заключается в том, как воссоздать эту информацию в цифровом виде. Главными препятствиями здесь будут вычислительная мощность и объём необходимой памяти, хотя и то, и другое совершенствуется каждый год. На самом деле, мы скорее решим эту проблему, чем поймём, как устроен наш мозг и как его можно отсканировать.
Прогнозы и планы на будущее
Искусственные нейронные сети уже управляют поисковыми системами в интернете, виртуальными ассистентами, беспилотными автомобилями, алгоритмами для биржевой торговли и смартфонами. Пока ещё никто не создал искусственную нейросеть, в которой было бы 86 миллиардов нейронов, но компьютерные технологии совершенствуются, поэтому в скором времени мы сможем обрабатывать такие объёмы данных.
На каждом этапе сканирования и загрузки мы должны быть уверены, что мы точно фиксируем всю необходимую информацию, иначе неизвестно какой разум мы в итоге получим. И хотя оцифровка разума теоретически возможна, нам нужны ещё сотни лет, чтобы понять, как это сделать, и создать необходимые технологии.
Но когда это станет реальностью, возникнут новые этические и философские вопросы. У кого будет доступ к оцифровке разума? Какие права будут у оцифрованного разума? Каким образом можно злоупотреблять этой технологией? Если мы когда-нибудь и сможем оцифровать собственный разум, остаётся открытым вопрос, а стоит ли это делать?
Оцифровка сознания — способно ли человечество перейти из аналогового в электронный мир?
Научное сообщество уже много лет спорит также и о том, что такое сознание. Одни представляют его как перечень процессов, протекающих в мозге. Другие считают его частью нейронного рабочего пространства, то есть частью некой матрицы. Но одно известно точно: сознание заключено в теле человека, а потому уже многие века люди ищут способ избавиться от ограничений плоти.
Следующая ступень эволюции
Переселение сознания, или же цифровое бессмертие — главные темы нашумевшей игры Cyberpunk 2077. В игре представлен мир, где технологии шагнули далеко вперед, оказывая мощное влияние на жизнь человека.
В какой части мозга располагается сознание, как его считать и загрузить в компьютер? Все сложно как для понимания, так и изучения, но удачное осуществление этого процесса возможно при трех основных допущениях:
Естественно, что ученые и философы до сих пор ведут жаркие дискуссии насчет этих допущений. Ведь сложно обсуждать фундаментальные вопросы, на которые пока нет внятных ответов. Однако все сводится к изучению работы мозга и остальные части тела человека вовсе не рассматриваются.
Коротко о том, что такое мозг
Это самое сложное и малоизученное биологическое образование у живых существ. Полный разбор работы мозга заслуживает отдельной большой статьи, поэтому в сегодняшнем материале рассказ о нем мы сильно сократим.
Центральный отдел нервной системы состоит из около 100 млрд нейронов, скрепленных 1 квадриллионом соединений, посылающих порядка 1000 сигналов в секунду. В итоге имеем 100 триллионов событий в каждый миг осознанной жизни.
Причем за работу сознания отвечают не только нейроны — многие задачи ложатся на плечи миллиардов вспомогательных и иммунных клеток.
Если смотреть укрупненно, то мозг делится на несколько отдельных секций, отвечающих за разные функции нашего тела: дыхание, сердцебиение, координацию движений, рефлексы и т.д.
Самой развитой считается внешняя часть мозга (неокортекс), отвечающая за воспоминания, возможность планирования и размышления, представление и мечтания. Где именно находится самосознание, пока никто не знает. Некоторые части мозга и вовсе перераспределяют часть задач, так как поодиночке не способны их выполнить.
Структура мозга также очень сложна. Нейроны — это не просто провода по которым протекают нервные импульсы. Они обрабатывают и изменяют информацию посредством синапсов. Последние могут принимать сотни химических сигналов, которые влияют на передаваемые сведения. Работа синапсов человеку ясна, они прогнозируемы, но работа мозга основана не только на нейронах и синапсах. В его работе также участвуют гормоны. Например, серотонин влияет на настроение, а гистамин помогает нам учиться. Проще говоря, влияет все, даже изменение микрофлоры кишечника.
Способы оцифровки
Чтобы поместить всю эту мешанину из взаимодействия клеток, тканей и химических веществ в цифровой мир, необходима точная симуляция всех этих процессов. Нужен своего рода снимок мозга, но существующие на текущий момент МРТ-аппараты не могут дать желаемый результат.
Есть и второй вариант оцифровки — это нашинковать мозг на тонкие пластинки с последующим сканированием их электронным микроскопом для создания точной карты клеток и их соединений. Звучит страшно и нереально? Как бы не так — в 2019 году ученым удалось проделать этот процесс с кубическим миллиметром мозга мыши.
Частица, размером с песчинку, содержала 100 000 нейронов, миллиард синапсов и 4 км нервных волокон. Условную песчинку разделили на 25 000 тонких пластин, которые изучали при помощи 5 электронных микроскопов высокого разрешения непрерывно в течение 5 месяцев. Ученым пришлось структурировать более 100 миллионов снимков. Полученные данные преобразовывали в трехмерную модель еще в течение трех месяцев. Весь объем информации занял 2 ПБ в облачном хранилище (2 млн гигабайт).
Для человеческого мозга придется проделать все те же процедуры более миллиона раз. Звучит невероятно, а на практике это и вовсе пока невозможно, так как объем данных превысит все имеющиеся ресурсы DATA-центров на Земле.
Главное — не останавливаться
Даже имея снимки, отображающие все, что находится в мозге, для симуляции протекающих в нем процессов необходимо знать законы и правила их работы. Симуляция должна быть динамической, подобно тому, как функционирует мозг, живущий от одной миллисекунды к другой, в течение которых он развивается, думает, видит и действует. Пока никто не знает, можно ли осуществить подобное, могут ли технологии породить наши виртуальные копии. Особенность сознания в том, что оно складывается не только из тех вещей, которые нам известны, — оно включает в себя еще и неизвестные аспекты.
Человечество не способно точно прогнозировать развитие технологий. Вчерашние нерешаемые задачи сегодня щелкаются как орехи. Вполне возможно, что через 50 – 100 или 200 лет ученые поймут, что для симуляции сознания нет необходимости сканирования каждой клетки мозга, а достаточно их упростить, сохранив базовые элементы. Самое главное в этом вопросе — развитие науки и непрекращающийся процесс изучения. В конце концов, даже не поняв, как переселить сознание, человечество как минимум узнает много нового о работе нашего сложнейшего органа.
Копирование
Переселение сознания — это бессмертие. Нет разницы где и как существовать, в электронном или физическом мире, в компьютере или новом теле. Главное, что «я» никуда не исчезает. Правда, до первого повреждения носителя информации — в случае потери даже одного байта данных, цифровое сознание станет чем-то иным.
Сразу возникает второй вопрос — а насколько цифровая копия личности будет соответствовать аналоговому представлению? Будут ли они равноценны? На данном этапе, когда не существует подобной практики, принято считать, что они окажутся равноценны. Если нет, то это еще один источник огромного количества проблем, которые предстоит решить.
Что будет, если наше сознание сможет существовать в интернете вечно
Представьте себе, что мозг человека может быть отсканирован в мельчайших деталях и воссоздан в компьютерной симуляции. Ум человека и его воспоминания, эмоции и личность будут дублироваться. По сути, новая и столь же достоверная версия этого человека теперь будет существовать в потенциально бессмертной цифровой форме. Возможно ли это? И какие «подводные камни» могут быть в этом процессе, если подобное когда-нибудь произойдет?
Можно ли существовать в виртуальной среде?
Возможно ли цифровое бессмертие?
Научное сообщество все чаще предполагает, что «оцифровка» сознания и загрузка его в виртуальную среду скорее возможна, чем нет. Технология, вероятно, будет создана в далеком будущем, но учитывая, сколько интереса вызывает эта тема, загрузка сознания в нечто наподобие интернета кажется неизбежной. Конечно, мы не можем быть уверены в том, как это может повлиять на нашу культуру, но по мере того, как развивается технология моделирования искусственных нейронных сетей, мы можем догадаться, каким может быть это будущее. Один из возможных исходов описывает психолог Майкл Грациано в своей новой статье, проводя описанный ниже мыслительный эксперимент.
Как оцифровать головной мозг
Предположим, что в один прекрасный день вы идете в клинику, чтобы произвести подобную операцию. Давайте будем оптимистами и сделаем вид, что технология работает просто отлично. После процедуры «оцифровки» (назовем ее так) вы все еще остаетесь собой и никаких новых способностей не получаете. При этом в виртуальном мире «просыпается» ваша виртуальная копия. Она обладает вашим набором знаний и умений. Вашим жизненным опытом и всеми воспоминаниями. Последнее, что ваш двойник помнит — это то, как он заходил в клинику и проходил процедуру оцифровки.
Я предпочитаю «геометрический» способ рассуждения о данной ситуации. Представьте, что ваша жизнь подобна букве Y. — говорит господин Грациано. Основание буквы — это момент рождения. И по мере того, как вы растете, формируется ваша личность. Затем вы позволяете себя оцифровать, и с этого момента буква Y разветвляется. Теперь есть две траектории, каждая из которых в равной степени вы. «Биологическая» ветвь неизбежно умрет, а вот «цифровая» потенциально сможет жить вечно.
Наличие «цифрового двойника» — это очень сложный философский и этический вопрос
Каждый из нас уже присутствует в виртуальном мире с постоянным потоком информации, проходящей через социальные сети, YouTube, Twitter и так далее. Мы живем в некой цифровой мультивселенной, а каждый из нас — в своем «виртуальном пузыре», где части мультивселенной — это «кусочки» интернета, в которые мы захаживаем, а «пузырь» — наше личное пространство. Конфиденциальная информация.
Если будет создана возможность жить в цифровом мире по-полной, да еще и так, чтобы люди в ней были с теми же личностями и потребностями, что и в реальной жизни, при этом не имея недостатков существования в реальности вроде болезней, большая часть населения может согласиться на подобное. А что вы думаете по поводу подобного цифрового бессмертия? Расскажите об этом в нашем чате в Телеграм.
По мере того, как в виртуальном мире будет жить все больше людей, баланс культуры из реальности сместится в эту сторону. Учитывая, что большинство людей будут проходить процедуру переноса сознания, в какой-то момент физическое существование может стать лишь начальным этапом развития личности, а настоящая жизнь будет начинаться лишь после оцифровки.