Τρυπώσαμε στον εγκέφαλο - και τον μιμηθήκαμε

Εχετε παρατηρήσει πως όταν ζείτε μια τρομακτική ή αγχωτική εμπειρία –από την παντελώς αθώα θέα μιας κατσαρίδας ως την πραγματικά τραυματική στιγμή ενός ατυχήματος –σας φαίνεται ότι ο χρόνος κρατάει αιώνες; Οι αναφορές του είδους ήταν πολλές και για τον λόγο αυτόν ο Ντέιβιντ Ιγκλμαν, νευροεπιστήμονας στο Κολέγιο Ιατρικής Μπέιλορ του Τέξας, ο οποίος ειδικεύεται στην αντίληψη του χρόνου, αποφάσισε να μελετήσει το ζήτημα. Σε ένα πείραμα-ορόσημο το 2007 ο ίδιος μαζί με εθελοντές έπεσαν σε ελεύθερη πτώση από ένα κτίριο 45 μ. ενώ όργανα κατέγραφαν τις κινήσεις των ματιών τους και άλλες αντιδράσεις. Οι συμμετέχοντες έπρεπε να κοιτάζουν ένα ρολόι που «έτρεχε» πιο γρήγορα από το κανονικό –αν όντως ο φόβος «όξυνε» την αντίληψη του χρόνου, όπως υποστήριζε μια θεωρία, θα έπρεπε να δουν να εμφανίζονται στην οθόνη του ρολογιού αριθμοί που υπό φυσιολογικές συνθήκες ο εγκέφαλος δεν μπορεί να «δει». Κάτι τέτοιο δεν συνέβη. Σε συνδυασμό κζαι με άλλες μελέτες που έκαναν, οι επιστήμονες κατέληξαν στο συμπέρασμα ότι η αντίληψη που έχουμε για τον χρόνο διαμορφώνεται σε μεγάλο βαθμό από τις αναμνήσεις μας. Σε στιγμές φόβου και στρες η αμυγδαλή, η περιοχή του εγκεφάλου που εμπλέκεται στις δύο αυτές καταστάσεις, αναλαμβάνει τον έλεγχο και «επιτάσσει» όλα τα κέντρα στην αντιμετώπιση της δύσκολης κατάστασης. Ενα δευτερεύον σύστημα της μνήμης αναλαμβάνει τον χειρισμό των αναμνήσεων, λειτουργώντας στο «γρήγορο»: ο μεγαλύτερος αριθμός των αναμνήσεων που σχηματίζονται μας κάνει να νομίζουμε ότι ο χρόνος διήρκεσε περισσότερο ενώ επίσης δημιουργεί τις «εικόνες-φλας» που συνδέονται με το μετατραυματικό στρες.

Τι κάνει ένα παιδί-θαύμα;
Η μεγαλοφυΐα εντυπωσιάζει και προσελκύει ιδιαίτερα όχι μόνο το ευρύ κοινό αλλά και τους επιστήμονες, πόσω μάλλον όταν είναι… παιδική. Τα παιδιά-θαύματα εκτός από θαυμαστά θεωρούνται επίσης μια καλή «πυξίδα» στην αναζήτηση της πηγής των εξαιρετικών νοητικών και δημιουργικών ικανοτήτων. Διάφορες θεωρίες έχουν προταθεί: ορισμένοι υποστηρίζουν ότι το «κλειδί» της παιδικής ιδιοφυΐας είναι η γενικότερη υψηλή νοημοσύνη (δηλαδή ένας υψηλός δείκτης IQ), άλλοι ότι οφείλεται σε περιβαλλοντικούς παράγοντες, όπως η διδασκαλία και η εξάσκηση, ή σε έναν συνδυασμό νοητικών – περιβαλλοντικών παραγόντων. Το 2003 ο ψυχολόγος Λάρι Βάντερβερτ, βασιζόμενος σε μια σειρά από απεικονίσεις του εγκεφάλου, διατύπωσε την άποψη ότι η «εστία» της μεγαλοφυΐας βρίσκεται στην παρεγκεφαλίδα και στη λειτουργική μνήμη –θεωρία την οποία «στήριξε» με περαιτέρω μελέτες τα επόμενα χρόνια. Το 2012 μια μελέτη από την Τζοάν Ρούθσατς του Πολιτειακού Πανεπιστημίου του Οχάιο και του Ζουρντάν Ουρμπάχ του Πανεπιστημίου Γέιλ (ο οποίος είναι επίσης διάσημος βιολονίστας και παιδί-θαύμα) ήρθε να προσφέρει μία ακόμη στήριξη. Εξετάζοντας παιδιά-θαύματα οι ερευνητές εντόπισαν ότι το κοινό χαρακτηριστικό όλων δεν ήταν το υψηλό IQ, αλλά οι εξαιρετικά υψηλές επιδόσεις στη λειτουργική μνήμη.

Τα μεγάλα προγράμματα
Το 2013 ο εγκέφαλος αναδείχθηκε πανηγυρικά σε κατ΄εξοχήν αντικείμενο ενδιαφέροντος της «πολιτικής» επιστημονικής έρευνας. Τον Οκτώβριο, με μια επισημότατη «σύνοδο κορυφής» εγκαινιάστηκε στη Λωζάννη το Human Brain Project, ένα φιλόδοξο πρόγραμμα που χρηματοδοτείται σε μεγάλο βαθμό από την Ευρωπαϊκή Ενωση και επιχειρεί να προσομοιώσει ολόκληρο τον ανθρώπινο εγκέφαλο σε υπερυπολογιστές προκειμένου να κατανοήσουμε καλύτερα τη λειτουργία του. Το πρόγραμμα έχει έδρα τη Γενεύη, διευθύνεται από το Πολυτεχνείο της Λωζάννης και μετέχουν σε αυτό 135 ερευνητικά ιδρύματα από πολλές χώρες, μεταξύ αυτών και ελληνικά. Λίγο νωρίτερα, τον Απρίλιο, ο αμερικανός πρόεδρος Μπαράκ Ομπάμα εξήγγειλε ένα εξίσου μεγαλόπνοο σχέδιο, το BRAIN Initiative (Brain Research through Advancing Innovative Neurotechnologies), γνωστό και ως «Χάρτης της Δραστηριότητας του Εγκεφάλου». Στόχος του αμερικανικού προγράμματος είναι να χαρτογραφήσει τη δραστηριότητα όλων των νευρώνων του εγκεφάλου κατά τα πρότυπα του Προγράμματος για το Ανθρώπινο Γονιδίωμα. Πολύ πιο πριν, από το 2003, έχει ξεκινήσει επίσης το πρόγραμμα Allen Brain Atlas το οποίο χρηματοδοτείται από τον συνιδρυτή της Microsoft Πολ Αλεν. Συνδυάζοντας τη γενωμική με τη νευροανατομία, έχει ως στόχο να δημιουργήσει χάρτες της έκφρασης των γονιδίων στον εγκέφαλο του ανθρώπου και του ποντικού. Ο πρώτος Ατλας παρουσιάστηκε το 2005 και έκτοτε έχουν ακολουθήσει αρκετοί ακόμη.

«Μαγική» επιστήμη
Για να λύσει τα μυστήρια του εγκεφάλου η νευροεπιστήμη κατέφυγε στη… μαγεία. Η Σουσάνα Μαρτίνεθ-Κόντε και ο Στίβεν Μάκνικ του Ινστιτούτου Μπάροουζ της Αριζόνας συνεργάστηκαν με μάγους και ταχυδακτυλουργούς ενώ πήραν και οι ίδιοι πτυχίο μαγείας προκειμένου να μελετήσουν τα «κενά» του οπτικού μας συστήματος και της επεξεργασίας των πληροφοριών. Η πρωτότυπη προσέγγισή τους έχει αρχίσει να φέρνει στο φως άγνωστες πτυχές του τρόπου με τον οποίο ο εγκέφαλός μας αντιλαμβάνεται τον κόσμο, προσφέροντας γνώσεις για την ανάπτυξη θεραπειών αλλά και καλύτερων οπτικών οργάνων και οπτικών εφέ. Επίσης αποτελεί έναν καλό οδηγό αποφυγής των «παγίδων» των κάθε είδους απατεώνων.

Είστε άνθρωπος;
Η ερώτηση, συνοδευόμενη από «τρεμουλιαστά» και μπερδεμένα γράμματα και αριθμούς, ξαφνιάζει, όμως το τεστ CAPTCHA είναι ο βασικός τρόπος που χρησιμοποιείται στο Διαδίκτυο για τον εντοπισμό των κακόβουλων λογισμικών. Αυτό γιατί μόνο ο άνθρωπος μπορεί να ξεχωρίσει τέτοιου είδους παραμορφωμένα σύμβολα. Ή τουλάχιστον έτσι πιστεύαμε μέχρι τώρα. Πρόσφατα η εταιρεία τεχνητής νοημοσύνης Vicarious ανακοίνωσε ότι ανέπτυξε ένα «μποτ» το οποίο «έσπασε» πολλά CAPTCHA –μεταξύ αυτών το reCAPTCHA της Google, που θεωρείται το καλύτερο του είδους. Ο ισχυρισμός της ωστόσο μένει να επιβεβαιωθεί, καθώς δεν έχει δώσει πλήρη στοιχεία για τον τρόπο λειτουργίας του δημιουργήματός της.

Ψηφιακός μετα-άνθρωπος το 2045;
Πριν από μία δεκαετία το όραμα των λεγόμενων «transhumanists» να συνδέσουν το φθαρτό και αδύναμο ανθρώπινο σώμα με άφθαρτες και πανίσχυρες μηχανές δημιουργώντας ένα είδος εξελιγμένου, ψηφιακά αθάνατου μετα-ανθρώπου φαινόταν ένα ουτοπικό –αν όχι δυστοπικό –όνειρο. Σήμερα πληθαίνουν οι φωνές που ισχυρίζονται ότι δεν απέχουμε πολύ από κάτι τέτοιο. Ο ρώσος πολυεκατομμυριούχος Ντμίτρι Ιτσκόφ ίδρυσε το 2011 την Πρωτοβουλία 2045 με στόχο τη δημιουργία «τεχνολογιών που θα επιτρέπουν τη μεταφορά της προσωπικότητας ενός ατόμου σε έναν πιο προωθημένο, μη βιολογικό φορέα και θα παρατείνουν τη ζωή, ακόμη και ως την αθανασία» –όλα αυτά ως το έτος 2045. Το «χρονοδιάγραμμα» περιλαμβάνει τέσσερα στάδια: το Avatar A (2020) προβλέπει την ανάπτυξη ενός ρομπότ που θα ελέγχεται από τον εγκέφαλό μας, το Avatar B (2025) αφορά τη μεταμόσχευση ενός ανθρώπινου εγκεφάλου σε ένα συνθετικό σώμα, το Avatar C (2035) έχει στόχο να ξεπεράσει τη βιολογία «φορτώνοντας» το περιεχόμενο ενός ανθρώπινου εγκεφάλου σε ένα συνθετικό σώμα ενώ το τελικό Avatar D (2045) φιλοδοξεί να φθάσει στην παντελή κατάργηση του «απτού» σώματος δημιουργώντας ένα ολόγραμμα με ψηφιακό ανθρώπινο μυαλό. Οσο και αν ακούγεται… άυλο, διακεκριμένοι μελλοντολόγοι και ειδικοί της τεχνητής νοημοσύνης όπως ο Ρέιμοντ Κουρτσβάιλ, ο Μάρβιν Μίνσκι ή ο Πίτερ Διαμαντής που συμμετείχαν στα δύο συνέδρια της Πρωτοβουλίας 2045 θεωρούν το σχέδιο υλοποιήσιμο.

Ask Watson – προσεχώς «συνάδελφος»;
Ενα υπολογιστικό σύστημα τεχνητής νοημοσύνης διεκδικεί πλέον δυναμικά μια θέση στην αγορά εργασίας. Αναπτύχθηκε από την IBM, λέγεται Watson (προς τιμήν του θρυλικού προέδρου της Τόμας Γουότσον) και είναι σε θέση να κατανοεί τις λεπτές αποχρώσεις του ανθρώπινου λεξιλογίου και συντακτικού. Καταλαβαίνει ερωτήσεις που του τίθενται σε φυσική γλώσσα, «κοσκινίζει» ταχύτατα τεράστιες βάσεις δεδομένων και δίνει αβίαστα τη σωστή –βασισμένη σε στοιχεία –απάντηση. Ο Watson έγινε διάσημος το 2011 νικώντας κατά κράτος τρεις πρωταθλητές του παιχνιδιού γνώσεων «Jeopardy!» στο ίδιο το γήπεδό τους, ενώ τον Φεβρουάριο του 2013 έπιασε την πρώτη του δουλειά: «προσελήφθη» από το νοσοκομείο Memorial Sloan-Kettering της Νέας Υόρκης και την ασφαλιστική εταιρεία WellPoint ως «μάνατζερ υγείας», ο οποίος ανατρέχοντας στις κατάλληλες βάσεις δεδομένων δίνει «συμβουλές» σε γιατρούς και νοσοκόμες σχετικά με τη θεραπευτική αγωγή και την περίθαλψη των καρκινοπαθών. Λίγο αργότερα, τον Μάιο, η IBM παρουσίασε μια εκδοχή του η οποία προσφέρει υπηρεσίες εξυπηρέτησης πελατών ενώ ένας άλλος «κλώνος» του θα ακολουθήσει σύντομα ακαδημαϊκή καριέρα παρέχοντας τη συνδρομή του σε καθηγητές και φοιτητές του Πολυτεχνικού Ινστιτούτου Rensselaer της Νέας Υόρκης.

Τεχνητός εγκέφαλος
Η πιο ρεαλιστική προσομοίωση εγκεφάλου που διαθέτουμε αυτή τη στιγμή κατοικεί σε ένα εργαστήριο του Πανεπιστημίου του Γουοτερλού στον Καναδά. Λέγεται SPAUN (Semantic Pointer Architecture Unified Network) και αποτελεί προϊόν συνεργασίας νευροεπιστημόνων και ειδικών της τεχνητής νοημοσύνης. Η διαφορά του από τις άλλες προσπάθειες ανάπτυξης τεχνητών εγκεφάλων έγκειται στο ότι προσπαθεί να μιμηθεί στο έπακρο τη δομή και τη βιολογία του φυσικού προτύπου του: διαθέτει 2,5 εκατομμύρια νευρώνες (ο φυσικός εγκέφαλος έχει περισσότερους από 86 δισ.), οι οποίοι συνδέονται με δίκτυα που σχετίζονται με βασικές λειτουργίες (π.χ. δίκτυα νευροδιαβιβαστών όπως η ντοπαμίνη ή ο GABA) και είναι οργανωμένοι σε περιοχές σαν τις βασικές περιοχές του εγκεφάλου (όπως π.χ. ο προμετωπιαίος φλοιός ή ο θάλαμος). «Βλέποντας» με μια ψηφιακή κάμερα, ο SPAUN μπορεί να αναγνωρίσει και να απομνημονεύσει αριθμούς, να λύσει συλλογιστικά προβλήματα, να κάνει απλές αριθμητικές πράξεις και να τις γράψει (σε… ανθρώπινη γραφή) με ένα ρομποτικό χέρι μιμούμενος επακριβώς τον τρόπο λειτουργίας του εγκεφάλου μας (οι νευρώνες πυροδοτούνται δίνοντας σήματα στις σχετικές περιοχές κ.ο.κ.). Αν και είναι η πρώτη μηχανή που αναπαράγει ανθρώπινες συμπεριφορές με βάση τη φυσιολογία που τις υποστηρίζει, ο SPAUN είναι παραπάνω από… απλοϊκός σε σχέση με το αληθινό πρότυπό του –απέχει έτη φωτός από το εύρος των ανθρώπινων ικανοτήτων και επιδόσεων.

Νιώθω τον πόνο σου – νευρώνες καθρέφτες
Στις αρχές της δεκαετίας του 1990 ιταλοί ερευνητές του Πανεπιστημίου της Πάρμας ανακάλυψαν ότι ορισμένοι νευρώνες στον κινητικό φλοιό του εγκεφάλου των πιθήκων μακάκων δεν πυροδοτούνταν μόνο όταν τα πειραματόζωα έκαναν μια κίνηση αλλά και όταν έβλεπαν κάποιον άλλο να κάνει την ίδια κίνηση. Οι νευρώνες – καθρέφτες αποτέλεσαν μια εκπληκτική ανακάλυψη που αρχικά άφησε όχι μόνο άναυδους αλλά και δύσπιστους τους επιστήμονες, όμως προς τα μέσα της δεκαετίας του 2000 η ύπαρξή τους αποδείχθηκε και στον άνθρωπο. Είναι οι νευρώνες της ενσυναίσθησης και της ταύτισης, αυτοί που μας κάνουν να νιώθουμε το στομάχι μας αντίστοιχα να σφίγγεται ή να ανακατεύεται όταν βλέπουμε κάποιον να δέχεται μια γροθιά στην κοιλιά ή να αηδιάζει με το φαγητό του. Είναι επίσης αυτοί που μας κάνουν να ξεχωρίζουμε αυτόματα πότε κάποιος σηκώνει ένα ποτήρι για να πει ή για να μαζέψει το τραπέζι. Η ανακάλυψη άλλαξε πολλά στον τρόπο με τον οποίο οι νευροεπιστήμονες βλέπουν τον εγκέφαλο αλλά και εμάς τους ίδιους, ιδιαίτερα στην κοινωνική μας διάσταση. Προτού γνωρίσουν την ύπαρξή τους, για παράδειγμα, θεωρούσαν ότι για να ερμηνεύσουμε και να προβλέψουμε τις κινήσεις των άλλων ο εγκέφαλός μας χρησιμοποιεί λογικούς συλλογισμούς. Τώρα ωστόσο πολλοί έχουν αρχίσει να πιστεύουν ότι δεν κατανοούμε τους άλλους μέσω της σκέψης αλλά μέσω των αισθημάτων.

ΕΝΤΥΠΗ ΕΚΔΟΣΗ