Ο εγκέφαλος ως δίκτυο νευρώνων

Εγκεφαλικά κύτταρα

Θεωρητικά, ο εγκέφαλος είναι ένας πομπός μέσω του οποίου εκπέμπονται οι σκέψεις μας με τη μορφή μικροσκοπικών ηλεκτρικών σημάτων κι ηλεκτρομαγνητικών κυμάτων. Η χρήση όμως αυτών των σημάτων για να διαβαστούν οι σκέψεις του ανθρώπου που τις κάνει είναι προβληματική.

Πρώτον, τα σήματα αυτά είναι εξαιρετικά ασθενή και κυμαίνονται στο φάσμα των μιλιβάτ. Δεύτερον, τα σήματα είναι ασυνάρτητα και σε πολύ μεγάλο βαθμό είναι αδύνατο να τα ξεχωρίσουμε από τον θόρυβο. Το συνοθύλευμα αυτό μας επιτρέπει να αλιεύσουμε αδρές μόνο πληροφορίες σχετικά με τις σκέψεις μας.

Τρίτον, ο εγκέφαλός μας δεν έχει τη δυνατότητα να λειτουργήσει ως δεκτης ανάλογων μηνυμάτων από άλλους εγκεφάλους με τη χρήση αυτών των σημάτων. Με άλλα λόγια, εμείς οι άνθρωποι δεν έχουμε κεραίες. Τέταρτον, ακόμη κι αν μπορούσαμε να λάβουμε αυτά τα ασθενή σήματα, θα ήταν αδύνατο να τα απωδικοποιήσουμε. Με βάση την καθιερωμένη νευτώνεια και μαξγουελιανή φυσική, η τηλεπάθεια μέσω ραδιοκυμάτων είναι ανέφικτη.

.

Θερμοδυναμική χαρτογράφηση του εγκεφάλου

Θα μπορούσε όμως, μια φουτουριστική έκδοση της συσκευής MRI, να διαβάσει συγκεκριμένες σκέψεις, λέξη προς λέξη και εικόνα προς εικόνα, όπως θα έκανε ένας αυθεντικός τηλεπαθητικός ; Η απάντηση σ' αυτό το ερώτημα δεν είναι σαφής.

Σ' έναν ψηφιακό υπολογιστή, οι υπολογισμοί έχουν τυπικό χαρακτήρα κι υπακούουν σ' ένα ιδιαίτερα άκαμπτο σύνολο κανόνων. Ο ψηφιακός υπολογιστής υπακούει στους νόμους μιας " μηχανής Τούρινγκ " δηλαδή μιας συσκευής που περιλαμβάνει μια κεντρική μονάδα επεξεργασίας ( CPU ) , εισαγόμενα κι εξαγόμενα δεδομένα. Ο κεντρικός επεξεργαστής ( για παράδειγμα ένας επεξεργαστής Pentium ) εκτελεί ένα συγκεκριμένο σύνολο χειρισμών των εισαγόμενων στοιχείων και παράγει ένα εξαγόμενο. Άρα η " σκέψη " επικεντρώνεται τοπικά στη CPU.

Ο εγκέφαλός μας όμως, διαφέρει από ένα ψηφιακό υπολογιστή : δεν διαθέτει επεξεργαστή Pentium ούτε CPU, ούτε λειτουργικό σύστημα Windows. Ακόμα κι αν αφαιρέσουμε ένα μόνο τρανζιστοράκι από τον κεντρικό του επεξεργαστή, το πιθανότερο είναι ότι θα τον αχρηστεύσουμε. Αντίθετα, υπάρχουν καταγεγραμμένες περιπτώσεις ανθρώπων με αχρηστευμένο τον μισό εγκέφαλο, στους οποίους αναλαμβάνει όλη τη δουλειά ο άλλος μισός.

.

Μικροτσίπ * νευρικών κυττάρων
* ( ολοκληρωμένα κυκλώματα )

Ομάδα νευρικών κυττάρων ( κίτρινο ) που έχει αναπτυχθεί πάνω σε μικροτσίπ πυριτίου. Το πείραμα είναι μια προσπάθεια να δημιουργηθεί ένα ηλεκτρονικό κύκλωμα με τον συνδυασμό ζωντανού νευρικού ιστού και ηλεκτρονικού υπολογιστή. Τέτοια ερευνητικά προγράμματα μπορεί να οδηγήσουν τελικά στην ανάπτυξη μικροτσίπ που θα μπορούν να εμφυτεύονται στον εγκέφαλο για ν' αντικατασταθούν κατεστραμμένα νευρικά δίκτυα.

Ο ανθρώπινος εγκέφαλος μοιάζει στην πραγματικότητα περισσότερο με μια μηχανή που μαθαίνει : μ' ένα " δίκτυο νευρώνων " που συνεχώς αλλάζει συνδέσεις μόλις μάθει μια νέα δραστηριότητα.

Οι μελέτες που έγιναν με την βοήθεια του Λειτουργικού Μαγνητικού Τομογράφου ( fMRI ) έχουν επιβεβαιώσει ότι οι σκέψεις μας δεν επικεντρώνονται σ' ένα σημείο, όπως συμβαίνει στις μηχανές Τούρινγκ, αλλά απλώνονται σε μεγάλο μέρος του εγκεφάλου, τυπικό γνώρισμα ενός δικτύου νευρώνων. Τα αποτελέσματα του FMRI δείχνουν ότι η σκέψη μοιάζει στην πραγματικότητα μ' ένα παιχνίδι πινγκ - πονγκ, καθώς διαφορετικά σημεία του εγκεφάλου ενεργοποιούνται διαδοχικά και η ηλεκτρική δραστηριότητα πετάγεται από το ένα σημείο στο άλλο.

Επειδή οι σκέψεις είναι αποκεντρωμένες και διάσπαρτες σε πολλά τμήματα του εγκεφάλου, το ιδανικό που μπορούν ενδεχομένως να πετύχουν οι επιστήμονες είναι να συντάξουν ένα λεξικό σκέψεων. Με άλλα λόγια, να εντοπίσουν την ακριβή αντιστοιχία ανάμεσα στις σκέψεις και σε συγκεκριμένα μοτίβα του fMRI.

Παρότι η πλήρης αντιστοίχηση ανάμεσα σ' αυτά τα μοτίβα και τις σκέψεις ίσως παραμείνει για πάντα ανέφικτη, ένα λεξικό της σκέψης θα μπορούσε να ορίσει με ακρίβεια το γενικό πλαίσιο των σκέψεων για τα συγκεκριμένα αντικείμενα. Τα μοτίβα σκέψης fMRI θα μπορούσαν με τη σειρά τους να χαρτογραφηθούν σ'ένα χάρτη νευρώνων, ο οποίος θα δείχνει ακριβώς ποιοι νευρώνες ενεργοποιούνται για το σχηματισμό κάποιας συγκεκριμένης σκέψης στον εγκέφαλο.

.

Τα νευρωνικά ευφυτεύματα θα προσφέρουν στους ανθρώπους ενισχυμένη μνήμη και πλήρη πακέτα πληροφορίας όπως για παράδειγμα μια ξένη γλώσσα ή η εκμάθηση του περιεχομένου ενός βιβλίου μέσα σε λίγα λεπτά. Αυτοί οι " ισχυροποιημένοι " άνθρωποι, θα έχουν μικρή ομοιότητα μ' εμάς.

Εάν είναι πιθανό μια μέρα να μπορούμε να διαβάσουμε το γενικό πλαίσιο των σκέψεων ενός άλλου ανθρώπου, μήπως θα ήταν επίσης δυνατό να κάνουμε και το αντίθετο, δήλαδή να προβάλλουμε τις σκέψεις μας στο μυαλό του ; Η απάντηση φαίνεται πως είναι " ναι υπό προϋποθέσεις ". Τα ραδιοκύματα μπορούν να εκπέμπονται απευθείας στον ανθρώπινο εγκέφαλο και να διαγείρουν περιοχές που γνωρίζουμε ότι ελέγχουν συγκεκριμένες λειτουργίες. Οι έρευνες όμως προς αυτή την κατεύθυνση εξακολουθούν να βρίσκονται σε πολύ πρώϊμο στάδιο.
Ποια είναι όμως η πιθανή εξέλιξη της τεχνολογίας στον τομέα στις επόμενες δεκαετίες ή αιώνες ; Είναι βέβαιο ότι οι δυνατότητες της επιστήμης να αναλύει τη διαδικασία της σκέψης θα αυξάνονται με γωμετρική πρόοδο. Λόγω όμως της φύσης του εγκεφάλου και των σκέψεων, η επιστήμη τελικά θ' αντιμετωπίσει ένα ακόμα εμπόδιο : τον ίδιο τον εγκέφαλο. Έτσι, παρότι θα διεισδύει όλο και βαθύτερα στις σκέψεις μας, επιτρέποντας την αποκρυπτογράφηση ορισμένων διεργασιών τους, δεν θα μπορέσει ποτέ να τις " διαβάσει " με την απόλυτη ακρίβεια που υπόσχεται η επιστημονική φαντασία.

Πηγές στοιχείων : Μίτσιο Κάκου, Η φυσική του ανέφικτου, Αβγό 2009, Robert Winston, Άνθρωπος, Ο απόλυτος εικονογραφημένος οδηγός, Δομή 2006, Stephen Hawking, Το σύμπαν σ' ένα καρυδότσουφλο , Κάτοπτρο 2001 κι οι ιστοσελίδες που ήδη αναφέρθηκαν.