¿Será posible cargar información en mi cerebro?

Era una noche de trabajo en la era Trump y estaba en la cama leyendo un libro sobre neoliberalismo. O, más exactamente, intentarlo. La ambición declarada de la autora para el capítulo en cuestión era hacer que ciertas ideas tardías de Foucault fueran accesibles a una audiencia general, pero durante largos períodos pareció perder de vista este objetivo, lo que me obligó a escanear las mismas tres páginas una y otra vez con la esperanza de que algo así como el sentido podría materializarse. Después de tener un breve ataque de pánico sobre todas las cosas que necesitaba leer para comenzar a comprender los contornos de todo lo que no sé, me acomodé en un pensamiento como: ¿no sería bueno si ¿Podría simplemente inyectar estas cosas en mi cerebro?

De ahí el tema de las preguntas de Giz de esta semana : la posibilidad de cargar información directamente en el cráneo, hoy o (más probablemente) en el futuro. Hay personas trabajando en esta misma pregunta, y puede leer algunas de sus ideas a continuación.

Michael Beyeler

Profesor asistente, Ciencias Psicológicas y Cerebrales, UC Santa Bárbara

Ya podemos implantar una neuroprótesis sensorial para, por ejemplo, restaurar alguna forma de visión a los ciegos, entonces, ¿por qué no podríamos subir el contenido de una enciclopedia completa a nuestro cerebro, o implantar un dispositivo que gira instantáneamente? nosotros en pianistas maestros? Aunque la solución práctica podría no ser tan simple como conectar una unidad USB a nuestro cerebro, creo que la perspectiva de aumentar nuestros sentidos y nuestro intelecto con un dispositivo cerebral está ciertamente a nuestro alcance. Sin embargo, antes de que esto sea posible, debemos superar varios desafíos.

Un obstáculo obvio es la ingeniería. Necesitamos poder fabricar e implantar dispositivos biocompatibles que puedan interactuar con el cerebro de forma segura y eficaz. Aunque la tecnología avanza rápidamente, las tecnologías implantables actuales a menudo se limitan a una pequeña cantidad de electrodos que son órdenes de magnitud más grandes que las neuronas a las que intentan apuntar. Es posible que necesitemos dispositivos más pequeños y flexibles que puedan implantarse profundamente en el cerebro e interactuar con subpoblaciones específicas de neuronas que regulan diferentes comportamientos y recuerdos.

Sin embargo, el mayor desafío que veo es que nuestra comprensión del cerebro simplemente no es lo suficientemente buena como para hacer viables las cargas cerebrales. Necesitamos comprender mejor cómo se almacena y se accede a la información en el cerebro. Por ejemplo, no hay un área del cerebro que almacene sus habilidades de piano o español. Por lo que entendemos, los recuerdos implícitos (como los recuerdos motores necesarios para tocar el piano a nivel de maestro) requieren un esfuerzo concertado de múltiples áreas del cerebro, como los ganglios basales y el cerebelo. Otra información, como los recuerdos semánticos (p. Ej., Hechos e información generales) se basan en una interacción entre el hipocampo, la amígdala y el neocórtex en general. Por lo tanto, es posible que simplemente no haya un solo lugar en su cerebro donde pueda conectar la memoria USB.

En última instancia, es posible que la solución tenga que ser más creativa que un chip implantable. Una alternativa podría ser encontrar formas en las que podamos ayudar al cerebro a aprender o recordar cosas. La estimulación cerebral profunda (ECP) ya está haciendo uso de este principio para mejorar los trastornos relacionados con la memoria, como la ansiedad y la demencia. Así que tal vez todavía tendrías que practicar un poco el piano, pero en lugar de dedicar las 1000 horas que se necesitan para convertirte en un pianista de concierto, habrás terminado en un par de horas.

Por último, pero no menos importante, existen consideraciones éticas y filosóficas que acompañan a dicha tecnología. ¿Quién tendría acceso a él? ¿Cómo se puede abusar de ella? Incluso si pudiéramos, si deberíamos seguir siendo una cuestión abierta.

Rajesh PN Rao

Profesor de Ciencias de la Computación e Ingeniería e Ingeniería Eléctrica y codirector del Centro de Neurotecnología de la Universidad de Washington, Seattle

Ya estamos en los días de "Kitty Hawk" de enviar información directamente al cerebro humano. Por ejemplo, en colaboración con neurocientíficos cognitivos, mi laboratorio ha demostrado que la información rudimentaria de uno o más cerebros humanos se puede transmitir directamente a otro cerebro utilizando interfaces cerebro-cerebro no invasivas y " BrainNets ". También hemos demostrado que la información de un simple videojuego de realidad virtual se puede enviar directamente al cerebro humano mediante estimulación cerebral magnética no invasiva, lo que permite al jugador jugar con éxito el juego sin retroalimentación visual. Finalmente, en colaboración con neurocirujanos, hemos demostrado que la estimulación eléctrica de la superficie del cerebro humanosobre la corteza somatosensorial se puede utilizar para enviar información sobre el tacto, lo que permite a un ser humano ajustar la postura de sus manos de acuerdo con esta información.

Estos primeros resultados en mi laboratorio y muchos otros en el campo de la ingeniería neuronal indican que el cerebro humano, con su notable capacidad de adaptación, puede hacer uso de nuevas formas de información enviadas directamente a diferentes regiones del cerebro. Extrapolando hacia el futuro, cargar información más compleja en un cerebro requerirá avances en al menos tres áreas: (1) neurociencia, específicamente, una comprensión más profunda de cómo se procesa y almacena la información abstracta en el cerebro, (2) neurotecnología, especialmente más métodos precisos, menos invasivos y de mayor escala de grabación y estimulación cerebral, y (3) inteligencia artificial para calcular los patrones de estimulación adecuados que permitan cargar la información.

Para abordar este desafío, hemos propuesto recientemente el concepto de un coprocesador cerebral , un nuevo tipo de interfaz cerebro-computadora que procesa información junto con el cerebro y actúa como un "asistente cerebral". Los coprocesadores cerebrales utilizan redes neuronales artificialestraducir de forma adaptativa información externa, por ejemplo, de sensores o Internet, en el contexto de la actividad cerebral en curso a patrones de estimulación apropiados, lo que permite al cerebro analizar y almacenar potencialmente esta información para uso futuro. Dichos coprocesadores pueden eventualmente permitir la carga directa de información compleja en el cerebro y, si se diseñan e implementan dentro de un marco éticamente responsable, tienen el potencial de transformar una serie de campos de la actividad humana, desde la educación y la comunicación hasta la rehabilitación y el tratamiento de enfermedades neuropsiquiátricas. condiciones.

Spencer LaVere Smith

Profesor asociado y codirector de Brain Initiative en UC Santa Barbara

Con la tecnología actual, ya debería ser posible cargar cantidades muy pequeñas de información. Por pequeño, me refiero a 1 bit más o menos. (Dependiendo de cuán inclusivos seamos con la pregunta, quizás ya lo hayamos hecho). Sin embargo, cualquier cosa compleja es mucho más difícil. Cargar experiencia en un nuevo idioma o una memoria detallada, eso no será posible en el corto plazo, por dos razones: (1) nuestras tecnologías para manipular los circuitos neuronales son demasiado rudimentarias y (2) nuestra comprensión de qué manipular y cómo es demasiado primitivo.

Sin embargo, podría ser posible en el futuro. Con un millón de años de desarrollo tecnológico (probablemente no tomaría tanto tiempo, pero por el bien del argumento), debería ser factible. Decir que es rotundamente imposible implica que hay algo que no se puede medir y manipular en el cerebro que es fundamental para aprender un idioma o almacenar un recuerdo, y esa no es una posición defendible. Hay límites de la física fundamental, pero dudo que nos impidan tener éxito en esta tarea. El cerebro puede aprender y utiliza procesos físicamente posibles. Podemos manipular muchos de los procesos involucrados en cambiar los circuitos cerebrales. Es un desafío hacer esto precisamente con las herramientas rudimentarias que tenemos hoy. Además, incluso si pudiéramos, no sabemos exactamente cómo manipularlos para obtener el resultado deseado.

Mi laboratorio se centra en comprender los circuitos neuronales y desarrollar mejores herramientas para medirlos y manipularlos. Existe un enorme potencial para nuevos avances, pero no estaremos cargando información compleja al cerebro muy pronto. Esta bien. Es seguridad laboral para ambos lados de mi trabajo: investigación y docencia.

Permítanme aprovechar esta oportunidad para centrar la atención en algo que está más cerca de lo que el público en general podría pensar. Apuesto a que dentro de nuestras vidas, la neurotecnología proporcionará estrategias radicalmente mejoradas para tratar afecciones como la depresión, la ansiedad y los comportamientos compulsivos. No nuevas píldoras, sino nuevas interfaces neuronales. Los neurocientíficos han logrado grandes avances en la comprensión de esos circuitos, y nuestras últimas herramientas son técnicamente capaces de manipular específicamente estos circuitos. Las herramientas son demasiado rudimentarias para la información compleja, pero pueden hacer el trabajo con este circuito y mejorar la vida de las personas. La tecnología de interfaz cerebro-máquina para prótesis también está progresando. Sin embargo, no anticipo cargar información útil y compleja a mi cerebro en el corto plazo. Tendré que seguir aprendiendo a la antigua.

Andrew Maynard

Decano asociado y profesor de la Escuela para el futuro de la innovación en la sociedad de la Universidad Estatal de Arizona

Este es un tropo clásico de ciencia ficción: inyectar cosas directamente en el cerebro, para que de repente conozcamos una amplia gama de material o poseamos una amplia gama de habilidades. Es un concepto muy atractivo y, por supuesto, es lo que impulsa a empresas como Neuralink de Elon Musk, que se ocupan de interfaces cerebro-máquina muy avanzadas. Pero aquí hay grandes problemas.

Para empezar: sí, vamos a poder hacer esto, a un nivel muy, muy crudo. Ya tenemos la capacidad de cambiar las señales eléctricas en grupos de neuronas, lo que significa que podemos hacer cosas muy rudimentarias, como inyectar imágenes en la cabeza de alguien. Pero eso no se acerca a un nuevo conjunto de habilidades o base de conocimientos.

En lo que respecta al material de ciencia ficción, es decir, cargar instantáneamente un curso de 15 semanas, eso es casi imposible, por varias razones. En primer lugar, el cerebro no es como una computadora y no podemos programarlo como tal. Imagínese esto: toma el chip en su teléfono inteligente y le pregunta a un diseñador de chips si podría reprogramarlo sin usar ninguno de los materiales estándar; en otras palabras, en lugar de escribir aplicaciones, tomarían un taladro súper fino y perforarían agujeros en e inserte electrodos y reprograme de esa manera. El diseñador de chips se reiría en tu cara y te diría que no hay forma en la Tierra, es demasiado complejo. Y, sin embargo, el chip de su teléfono es infinitamente más simple que su cerebro. Si es ridículo por el chip en tu teléfono, ¿cómo diablos vamos a poder hacérselo a nuestros cerebros?

El cerebro es orgánico, no ha evolucionado para tener cosas que se escriban fácilmente en él, excepto a través de nuestros sentidos. Tendríamos que construir de alguna manera un sistema secundario en él, y cada neurona y cada sinapsis requerirían su propia conexión. La única forma de hacerlo sería hacer crecer este sistema secundario desde el nacimiento. Lo cual, sí, podríamos hacer en un futuro lejano. Pero incluso si pudiéramos, eso solo se ocupa de las cosas eléctricas, no tiene en cuenta los sistemas bioquímicos que también determinan cómo funcionan nuestros recuerdos.

E incluso si pudiéramos hacer esto, es casi seguro que no deberíamos. Nuestros cerebros han evolucionado para ser increíblemente eficientes: usamos cada gramo de materia gris para hacer cosas, lo que significa que si nos metemos con alguna parte de nuestro cerebro, es probable que interfieramos con nuestras identidades. Debido a que nuestros cerebros son tan complejos, cargarles material probablemente desplazaría algo que define quién eres: terminarías siendo una persona diferente. Entonces, a pesar de los beneficios potenciales, sería genial, por ejemplo, saber que su cirujano ha tenido las últimas técnicas cargadas en su cerebro, creo que los riesgos son mucho más significativos.

Kevin Warwick

Profesor emérito de ingeniería en Coventry y Reading University, descrito en otro lugar como 'El primer híbrido humano-robot del mundo'

Ya cargamos información en el cerebro, a través de la ruta sensorial normal. En los estudios de investigación, ya podemos transmitir señales directamente al cerebro, ya sea con fines de comunicación o para el control del motor, a través de un puerto como Braingate. En cuanto a descargar cosas como recuerdos (que en realidad no ha tenido) en el cerebro, no veo ninguna razón por la que esto no sea posible en el futuro, pero para hacer eso necesitamos aprender mucho más sobre cómo los recuerdos se almacenan y el proceso de recuperación.