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Il futuro delle neuroscienze

Possiamo fare l’upload dei nostri ricordi?

Quindi, torniamo a costruire un cervello computerizzato. Il problema principale quando ci riferiamo alle cellule cerebrali umane è che si tende ad ucciderle nel processo di studiarle. Le cellule devono essere stabili e incapaci di muoversi in modo da poter ottenere immagini chiare in laboratorio (questo è diverso dalle scansioni cerebrali in un ospedale che guardano l’intero cervello, piuttosto che solo pochi piccoli neuroni). Un modo per aggirare questo problema, almeno nei laboratori di oggi, è usare il cervello delle persone morte recentemente. Un altro modo, un po’ più crudo, è quello di aspettare fino al momento in cui una persona sta per morire, prima di preservare il cervello. Questo alla fine risulterà fatale, ma le informazioni saranno comunque raccolte da un cervello vivente. C’è una compagnia chiamata Nectome che fa proprio questo. I volontari malati terminali scelgono di conservare il cervello con l’intenzione di conservare le loro cellule cerebrali, e quindi i loro ricordi, in condizioni quasi perfette, essenzialmente congelando il loro cervello in tempo. Nectome è in prima linea in un nuovissimo campo delle neuroscienze sperimentali chiamato conservazione della memoria. Nel 2018, poche ore dopo la morte, un cervello umano è stato rimosso e preservato usando la nuova tecnica di Nectome. Questo metodo ha funzionato [1] e quel cervello sarà utilizzato per ulteriori studi per perfezionare il processo di conservazione.


Per fare questo nuovo tipo di conservazione, Nectome ha sviluppato una soluzione chimica a base di glutaraldeide per fissare il cervello e tutte le sue strutture microscopiche in modo che le generazioni future le possano decodificare. Questo non è un compito facile se si considera che ci sono almeno 300.000 molecole in ogni sinapsi, e non abbiamo un’idea reale di quali siano funzionalmente rilevanti nella memoria o di come le cellule le usino per la memorizzazione. I neuroscienziati possono già preservare il tessuto cerebrale, ma il processo causa molti danni e non sarebbe affatto vicino al livello di preservazione necessario affinché un cervello umano sia di qualsiasi uso in futuro. Questo è il motivo per cui il nuovo approccio di Nectome è così eccitante.


L’ambizioso obiettivo dell’azienda è quello di preservare i cervelli in modo che siano pronti per essere riportati in vita in una forma o in un’altra. Tuttavia, molti scienziati ritengono che la rianimazione di un cervello umano, anche tra un secolo, sia irrealistica. Abbiamo ancora poca conoscenza di come il cervello sia connesso. Anche se in possesso del connettoma, non è detto che questa mappa cerebrale sia abbastanza per insegnarci come estrarre e decifrare le informazioni dal cervello. La Nectome stessa, tuttavia, dichiara che si stanno semplicemente concentrando sulla conservazione a lungo termine del tessuto cerebrale. Si dedicano solo a preservare le connessioni, le sinapsi e gli assoni che sono alla base (almeno per quanto ne sappiamo) per la memorizzazione dei ricordi, e in questa fase, non stanno tentando di rianimare il cervello.


Molte domande sulle sulla formazione della memoria rimangono irrisolte e quindi è improbabile che la personalità e il comportamento possano essere identificati e caricati in un avatar in un prossimo futuro. Le questioni importanti rimangono senza risposta. Se pensiamo al Capitolo 1, dove abbiamo esplorato il processo di formazione della memoria, una delle sfide della decodifica dei ricordi è capire come piccoli dettagli su ogni memoria siano memorizzati in tutto il cervello. Le connessioni con le nostre aree emotive, le aree visive, le aree logiche e molte altre possono far parte di un’unica memoria. Ad esempio, un singolo recettore o canale ionico sarebbe responsabile di ricordare un’istante in cui ridevi di uno scherzo, o di sentimenti e di empatia che una volta hai provato per una persona cara o l’apprezzamento per un dipinto che hai visto una volta? Cosa ancora più intrigante: comprendendo questi cambiamenti potremmo eliminare ricordi che non vogliamo? Potresti voler ricordare un’esperienza felice in un parco a tema, ad esempio, ma non la parte in cui vomiti dopo un giro in giostra.


Ciò che è plausibile è che potremmo imparare a “leggere” alcuni dei dati del cervello a un livello di base, come da quale decennio provengono i ricordi, quale lingua una persona ha parlato o una vaga descrizione di un luogo precedentemente visitato. Questo processo è più impegnativo di quanto sembri perché non esiste una singola memoria come una bobina di film o un’immagine: ma piuttosto essa consiste in una raccolta di dettagli dalle interazioni neuronali, ognuna con i propri sottili cambiamenti. Decodificare questo connettoma richiederebbe una potente intelligenza artificiale (IA) per imparare non solocome le cellule cerebrali sono connesse, ma perché sono connesse. Per risolvere questo problema, un dispositivo wireless indossato dalla persona, accoppiato all’intelligenza artificiale avanzata, potrebbe essere utilizzato per mesi prima che il cervello subisca il processo di conservazione. Questo sarebbe fondamentale quando si decodifica il connettoma per rianimare le vie cerebrali in un cervello sintetico o per “riavviare” il cervello organico originale.


Supponiamo che sia possibile recuperare ricordi da un cervello deceduto. A seconda di quanto tempo il cervello è morto, potrebbe essere possibile caricare i nostri ricordi post-mortem, potenzialmente per risolvere i crimini usando gli ultimi ricordi prima di un omicidio. O forse un giorno potremmo scaricare ricordi da persone viventi, usando un dispositivo wireless per vedere la verità in un processo penale. Alla fine, il mercato utilizzerà questa tecnologia e, con essa, creerà un futuro in cui potremmo rivivere i nostri ricordi a volontà, utilizzando un dispositivo wireless per identificare un ricordo felice, indicazioni per un posto precedentemente visitato o una semplice lista della spesa. 


Le future indagini e i prodotti delle neuroscienze si muoveranno quasi certamente nella direzione della registrazione non invasiva. Oggi, i nostri dati più affidabili provengono da elettrodi impiantati chirurgicamente nel cervello. Spesso, gli studi reclutano persone che hanno impianti di elettrodi per trattare le convulsioni epilettiche per ridurre al minimo le procedure invasive sulle persone che non ne hanno bisogno. Tuttavia, ci stiamo lentamente muovendo verso un futuro in grado di rilevare i cambiamenti cerebrali in modalità wireless, come vedremo di seguito.

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Comunicazione

Abbiamo visto i primi segni che le neuroscienze gioveranno alla comunicazione. In termini pratici, le neuroscienze offrono un’opportunità unica per aiutare le persone che non ne hanno la capacità di comunicare in modo indipendente. Oggi la scienza aiuta le persone che non possono parlare o spostarsi in nessun modo a comunicare indicando lettere, o parole preselezionate, usando movimenti oculari. Per quanto grande sia, possiamo fare di meglio. Guardando al futuro, c’è un grande potenziale di miglioramento.

Se convertire i tuoi pensieri in una voce computerizzata è un processo lento, perché non saltare la voce e andare direttamente nel cervello dell’altra persona? Nel 2019, la comunicazione cervello-cervello è stata realizzata da Andrea Stocco dell’Università di Washington a Seattle, che ha reclutato volontari per guardare delle luci a 15 o 17Hz. [2] In precedenza, era stato dimostrato che se colleghiamo il cervello a un EEG, possiamo osservare le differenze nel modo in cui il cervello risponde alle diverse frequenze della luce. Nell’esperimento, quando le due persone hanno guardato la luce a 15 Hz è stato rilevato dall’EEG posizionato sulla testa e convertito in un segnale attraverso una connessione computer locale. Questo segnale è stato poi inviato in un’altra stanza, dove una terza persona lo ha ricevuto come segnale elettrico direttamente al cervello. Se il segnale fosse stato 15Hz, allora la terza persona avrebbe visto un flash di luce (l’attività cerebrale rende questo possibile). Se fosse stato 17Hz, non si sarebbe accesa nessuna luce. Questa tecnica è ancora molto nuova, ma mostra che le tue onde cerebrali possono essere trasmesse a un’altra area e decodificate in un messaggio. Attualmente, questo messaggio sarà l’equivalente di un codice binario (1 e 0), il che non è particolarmente eccitante, ma significa che è possibile una comunicazione silenziosa tra persone in posizioni diverse. In questo esperimento, vedere una luce corrispondeva un 1 e nessuna luce uno 0, tutto solo con la mente. Teoricamente, non ci sarebbe un limite alla distanza in cui questo segnale potrebbe essere inviato, il che significa che la comunicazione potrebbe avvenire a livello globale. Potresti essere nel mezzo di una riunione noiosa e inviare silenziosamente messaggi ad un tuo collega per organizzare la cena con il tuo capo, a condizione che il tuo amico capisca il codice binario. Se i neuroscienziati possono classificare il significato dietro diverse onde cerebrali, questo potrebbe tradursi in dispositivi di realtà virtuale, dove Internet, per esempio, potrebbe essere esplorato solo con i nostri pensieri. Potresti passeggiare per Internet mentre sei seduto sul tuo divano. Certo, questo è un futuro lontano, ma la scienza ci dice che un giorno sarà possibile.


Questo esperimento ha dimostrato che è possibile inviare un segnale a una sola persona, ma in futuro si potrebbe raggiungere la comunicazione tra centinaia di persone, contemporaneamente. L’insegnamento, le riunioni di lavoro e gli eventi sociali potrebbero essere tutti stabiliti attraverso questi concetti sperimentali, anche se ci vorrebbe probabilmente molto più tempo che per riprodurre un prodotto di consumo completo che studi di laboratorio. Le persone dovranno imparare ad accettare questa nuova tecnologia e si dovrebbe dimostrare che i prodotti ad alta risoluzione, non invasivi (cioè non utilizzando elettrodi, ma headset) siano sicuri, affidabili e convenienti perché questo diventi una realtà. Io lo spero davvero.

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Un milione di cosa da chiedere ad un neuroscienziato – il cervello in modo semplice (Mike Tranter PhD)

Referenze:

 

1. Antonio Regalado (2018). https://www.technologyreview.com/2018/03/13/144721/a-startup-is-pitching-a-mind-uploading-service-that-is-100-percent-fatal/.

 

2.  Jiang, et al. (2019). BrainNet: A multi-person brain-to-brain interface for direct collaboration between brains. Scientific Reports; 9 (6115).

A Neuroscience Revolution