Lektira – Mičio Kaku, Budućnost uma:
Reverzni inženjering mozga

U izdanju beogradskog Heliksa nedavno je izašla knjiga Budućnost uma, čiji je autor Mičio Kaku, profesor teorijske fizike na Gradskom univerzitetu u Njujorku i jedan od najpoznatijih savremenih autora naučnopopularnih knjiga, među kojima su Hiperprostor, Fizika nemogućeg, Paralelni svetovi i Fizika budućnosti, poznate i ovdašnjim čitaocima. U Budućnosti uma Kaku se bavi tajnama funkcionisanja mozga i daje uvid u uzbudljive eksperimente koji se danas sprovode širom sveta, a zasnovani su na poslednjim dostignućima u neuronaukama i fizici. On analizira unutrašnji mehanizam mozga, objašnjava i tumači savremene neurološke tehnologije i tendencije, anticipira razvoj neuronauka i donosi radikalno nove teorije svesti. Uz dozvolu izdavača donosimo odlomak iz ove knjige

Januara 2013. bačene su dve bombe koje su pretile da zauvek izmene medicinski i naučni svet. Reverzni inženjering mozga, nekad smatran previše komplikovanim da se izvede, preko noći je postalo središnja tačka naučnog ponosa i rivalstva između najvećih ekonomskih sila na Zemlji.

Govoreći pred kongresom, predsednik Barak Obama objavio je da bi se čak tri milijarde dolara iz federalnih sredstava namenjenih istraživanju mogle odvojiti za projekat istraživanja mozga pomoću inovativnih tehnologija u razvoju – Brain Research through Advancing Innovative Neurotechnologies (BRAIN). Na to se zajednica naučnika zgranula. Projekat ljudski genom, Human Genome Project, otvorio je vrata genetičkim istraživanjima, a BRAIN će otključati tajne mozga na neuralnom nivou tako što će biti mapirane njegove električne putanje. Pošto se mozak mapira, možda ćemo moći da shvatimo, a moguće je i da izlečimo brojne dosad nedodirljive bolesti kao što su Alchajmerova i Parkinsonova, šizofrenija, demencija i bipolarni poremećaj (...).

Gotovo istovremeno, Evropska komisija je najavila da će se u projekat ljudski mozak (Human Brain Project) uložiti 1,19 milijardi evra; cilj je da se napravi računarska simulacija ljudskog mozga. Koristeći moć najvećih svetskih superračunara, naučnici koji rade na tom projektu napraviće kopiju ljudskog mozga od tranzistora i čelika.

Zagovornici ovih projekata ističu ogromnu dobrobit od tih inicijativa. Predsednik Obama je rekao da će BRAIN ublažiti patnje miliona ljudi, ali će i stvoriti nove izvore prihoda. Istakao je da je za svaki dolar potrošen na Projekat ljudski genom generisano oko 140 dolara vredne ekonomske aktivnosti. Zapravo, čitave industrije su se pojavile po završetku Projekta ljudski genom. Za poreske obveznike BRAIN će, baš kao i taj projekat, biti sigurna dobit.

Iako Obama nije zalazio u detalje u svom govoru, naučnici su brzo popunili mnoge praznine. Neurolozi su istakli da je, s jedne strane, sada moguće koristiti napredne instrumente za nadziranje električne aktivnosti zasebnih neurona. S druge strane, pomoću NMR mašina možemo da pratimo globalno ponašanje mozga u celini. Ali, upozorili su, neproučena je sredina, deo gde se odigrava najviše zanimljivih moždanih aktivnosti. Upravo u tom međuzemlju, s putanjama hiljada miliona neurona, ima ogromnih rupa zbog kojih nismo u stanju da potpuno sagledamo prirodu mentalnih bolesti i ponašanja.

U pokušaju da reše ovaj veliki problem, naučnici su osmislili eksperimentalni petnaestogodišnji program. U prvih pet godina neurolozi će nadzirati električnu aktivnost desetina hiljada neurona. Među kratkoročnim ciljevima moglo bi se naći rekonstruisanje električne aktivnosti važnih delova životinjskog mozga – na primer, produžene moždine drozofile ili ćelija gangliona u mrežnjači oka miša (s pedeset hiljada neurona).

U periodu od deset godina taj broj bi trebalo da poraste na stotine hiljada neurona. Rezultat bi mogao biti snimanje čitavog mozga drozofile (sa 135.000 neurona) ili čak korteksa etrurske rovčice, najmanjeg poznatog sisara, s milion neurona.

Posle tih zadatih petnaest godina trebalo bi da budemo u stanju da pratimo funkciju miliona neurona, što je mera ravna mozgu ribe zebrice ili čitavog neokorteksa miša. To bi moglo da utre put snimanju delova mozga primata

U međuvremenu, evropski Projekat ljudski mozak bi problemu prišao iz druge perspektive. Čitavu deceniju naučnici će pomoću superračunara simulirati osnovno funkcionisanje mozga različitih životinja, počev od miša pa sve do ljudi. Umesto s pojedinačnim neuronima, naučnici će u okviru ovog projekta raditi s tranzistorima koji treba da podražavaju ponašanje neurona; dakle, računarski moduli će imati ulogu neokorteksa, talamusa i drugih delova mozga.

Rivalstvo između ova dva gigantska projekta moglo bi, na kraju, da pokrene lavinu novih otkrića koja bi podstakla lečenje neizlečivih bolesti i otvaranje novih grana industrije. Ali postoji još jedan, prećutni cilj. Ako je moguće simulirati ljudski mozak, da li to znači da mozak postaje besmrtan? Znači li to da svest sada može da postoji izvan tela? Ovi ambiciozni projekti otvaraju neka od najtežih teoloških i metafizičkih pitanja.

PRAVLJENJE MOZGA: I ja sam, kao mnoga deca, voleo da rastavljam časovnike. Uzimao sam bačeni časovnik i rasklapao ga šraf po šraf, a potom pokušavao da prozrem kako se sve to uklapalo u celinu. Zamišljao sam kako delovi funkcionišu, prateći kako se zupčanik uklapa s drugim zupčanikom, dok celina ne proradi. Shvatio sam da glavna opruga može da okreće glavni zupčanik, a on pokreće niz manjih zupčanika, zahvaljujući čemu se, na kraju, kazaljke obrću.

Računarski stručnjaci i neurolozi danas pokušavaju da na mnogo većoj skali rastave nemerljivo komplikovaniju stvar, najsloženiji objekat za koji znamo: ljudski mozak. I žele da ga ponovo sastave, neuron po neuron.

Zbog munjevitog napretka u automatici, robotici, nanotehnologiji i neuronauci, reverzni inženjering ljudskog mozga nije više tema za neobavezno i šaljivo ćaskanje posle večere. U Sjedinjenim Državama i Evropi milijarde dolara će se uskoro slivati u projekte koji su se nekad smatrali besmislenim. Danas mala grupa naučnika vizionara svoje profesionalne živote posvećuje projektu čije okončanje možda neće dočekati. Sutra bi mogli da prerastu u pravu armiju, koju velikodušno finansiraju Sjedinjene Države i zemlje Evrope.

Budu li imali uspeha, ovi naučnici mogli bi da izmene tok ljudske istorije. Moglo bi se desiti ne samo da nađu nove lekove i terapije za mentalne bolesti, već i da otključaju tajne svesti i da je možda otpreme na računar.

To je zastrašujući zadatak. Ljudski mozak sadrži preko sto milijardi neurona – otprilike je toliko zvezda u galaksiji Mlečni put. Svaki neuron je povezan s verovatno deset hiljada drugih neurona, tako da ukupno postoji deset miliona milijardi mogućih veza (a to nije ni blizu konačan broj putanja u ovom neuronskom gustišu). Dakle, broj misli koje ljudski mozak može da izrodi istinski je astronomski i van ljudskog poimanja.

Ipak, to nije sprečilo šačicu duboko predanih naučnika u pokušaju da rekonstruišu mozak od samog početka. Jedna kineska poslovica kaže: "Putovanje od hiljadu kilometara počinje prvim korakom". Taj prvi korak je načinjen kada su naučnici dekodirali nervni sistem valjkastog crva, neuron po neuron. To majušno biće, imena C. elegans, ima 302 neurona i 7.000 sinapsi, i sve je to precizno dekodirano. Kompletna šema njegovog nervnog sistema može se naći na internetu. (Valjkasti crv je i dalje jedini živi organizam čija je čitava nervna struktura rastumačena na ovaj način.)

Isprva se mislilo da će potpuni reverzni inženjering ovog jednostavnog organizma otvoriti vrata ljudskog mozga. Ironično je da se desilo upravo suprotno. Iako je broj neurona valjkastog crva konačan, mreža je i dalje bila toliko složena i istančana da su prošle godine rada dok istraživači nisu shvatili čak i najjednostavnije činjenice o ponašanju crva, kao što je odgovor na pitanje koje putanje su odgovorne za koja ponašanja. Kad je čak i prost valjkasti crv izmicao naučnom razumevanju, naučnici su morali prihvatiti da ljudski mozak mora biti nesagledivo složen.

TRI PRISTUPA MOZGU: Pošto je mozak toliko složen, može se razložiti – neuron po neuron – na najmanje tri načina. Prvi način, za koji su se odlučili Evropljani, jeste da se mozak elektronski simulira pomoću superračunara. Druga metoda je mapiranje neuronskih putanja živih mozgova, kako se radi u okviru projekta BRAIN. (Posle toga, moguće je dalje razlaganje zavisno od toga kako se ovi neuroni analiziraju – bilo anatomski, neuron po neuron, ili prema funkciji i aktivnosti.) Treći način je otkrivanje gena koji kontrolišu razvoj mozga – taj pristup je uveo milijarder Pol Alen, suosnivač kompanije Microsoft.

Prvi pristup, simuliranje mozga pomoću tranzistora i računara, postojano napreduje u smeru reverznog inženjeringa mozga životinja po određenom redu: prvo mozak miša, potom pacova, zeca i mačke. Evropljani prate stazu evolucije – od jednostavnih mozgova do složenijih. Za računarskog stručnjaka, sirova računarska moć je rešenje – što je veća, tim bolje. A to podrazumeva korišćenje nekih od najvećih računara na Zemlji da bi se dešifrovali mozgovi miševa i ljudi.

Njihov prvi cilj je mozak miša, hiljadu puta manji od ljudskog, sa oko sto miliona neurona. Proces razmišljanja mozga miša analizira IBM-ov računar Blue Gene (Plavi gen), smešten u Lorensovoj nacionalnoj laboratoriji u Livermoru u Kaliforniji, gde se konstruišu nuklearne bojeve glave za Pentagon. Ovaj kolosalni skup tranzistora, čipova i žica sadrži 147.456 procesora sa zadivljujućih 150.000 gigabajta memorije. (Tipičan PC računar ima uglavnom jedan procesor i nekoliko gigabajta memorije.)

Napredak je spor, ali postojan. Umesto da modeluju čitav mozak, naučnici pokušavaju da kopiraju veze između korteksa i talamusa, gde se odigrava veliki deo moždane aktivnosti. (To znači da su iz ove simulacije izostavljene senzorne konekcije sa spoljašnjim svetom.)

Konektom

Godine 2006. doktor Darmendra Moda iz kompanije IBM uspeo je da delimično simulira mozak miša na ovaj način, pomoću 512 procesora. Godine 2007. njegova grupa simulirala je mozak pacova koristeći 2048 procesora. Dve godine kasnije simuliran je mozak mačke sa 1,6 milijardi neurona i devet biliona veza; za to je trebalo 24.576 procesora.

Danas IBM-ovi naučnici, koristeći punu snagu računara Blue Gene, simuliraju neurone i sinapse 4,5 posto ljudskog mozga. Da se započne delimična simulacija mozga, potrebno je 880.000 procesora, što bi moglo postati dostupno otprilike 2020.

Imao sam priliku da snimim računar Blue Gene. Da bih došao do laboratorije, morao sam da prođem kroz niz sigurnosnih provera, jer reč je o vodećoj državnoj laboratoriji za oružje. Pustili su me na svim kontrolnim tačkama i ušao sam u ogromnu, klimatizovanu prostoriju u kojoj stoji Blue Gene.

Ovaj računar istinski je veličanstvena mašina. Sadrži mnoštvo crnih ormarića prepunih prekidača i trepćućih svetala, svaki visok oko 2,5 metara i dugačak oko 5 metara. Hodajući među ormarićima koji čine Blue Gene, pitao sam se kakve operacije izvodi. Najverovatnije je pravio model unutrašnjosti protona, računao raspad plutonijumskih okidača, simulirao sudar dve crne rupe i razmišljao o mišu – sve to istovremeno.

Onda mi je rečeno da će ovaj superračunar ustupiti mesto savršenijem računaru, nazvanom Blue Gene/Q Sequoia, koji će računarske operacije podići na novi nivo. Juna 2012. postao je zvanično najbrži superračunar u istoriji. Najveća brzina operacija koju postiže iznosi 20,1 PFLOPS (ili 20,1 biliona operacija u formatu s pokretnom tačkom u sekundi). Pokriva površinu od 280 metara kvadratnih, a guta 7,9 megavata električne energije, što je dovoljno da se osvetli mali grad.

Ali može li se ta ogromna sposobnost računanja koncentrisana u jednom računaru meriti s ljudskim mozgom?

Nažalost, ne može.

Naučnici ovom računarskom simulacijom pokušavaju samo da kopiraju interakcije između korteksa i talamusa. Dakle, u toj simulaciji ne učestvuju veliki delovi mozga. Doktor Moda je svestan ogromnih razmera ovog projekta. Njegovo ambiciozno istraživanje omogućilo mu je da proceni šta je potrebno da se napravi funkcionalan model čitavog ljudskog mozga, a ne samo njegovog dela, ili bleda verzija mozga – zajedno sa svim oblastima neokorteksa i vezama sa čulima. U njegovoj viziji je hiljade računara kao što je Blue Gene, kojih ima toliko da se njima može popuniti čitavo naselje. Potrošnja energije bila bi tolika da bi cela jedna nuklearna elektrana snage hiljadu megavati opskrbljivala strujom taj sistem. A za njegovo hlađenje, kako se ne bi istopio, trebalo bi preusmeriti reku u računarska kola.

Zadivljujuće! Potreban je ovakav gigantski računar da se simulira parče ljudskog tkiva koje teži kilo i po, staje u lobanju, podiže telesnu temperaturu za samo koji stepen, radi na dvadeset vati, a dosta mu je sendvič-dva da bi funkcionisalo.

PRAVLJENJE MOZGA: Za najambicioznijeg naučnika koji se pridružio ovoj kampanji možda možemo proglasiti doktora Anrija Markrama s Politehničke škole u Lozani. Pokretačka je sila Projekta ljudski mozak u koji je Evropska komisija uložila milijardu dolara. Poslednjih sedamnaest godina pokušava da razotkrije neuronska umrežavanja. I on koristi računar Blue Gene za reverzni inženjering mozga. Za Projekat ljudski mozak već su potrošena sredstva u iznosu od 140 miliona dolara koje je dodelila Evropska unija, a računarski sistem u tom projektu samo je delić onoga što će dr Markramu biti potrebno za nastavak rada u predstojećoj deceniji.

Doktor Markram smatra da tu više nije reč o naučnom projektu nego o inženjerskom poduhvatu koji traži veliku sumu novca. Kaže: "Da bi se projekat ostvario – sa superračunarima, softverom, istraživanjem – treba nam oko milijardu dolara. Cena nije prevelika kada se uzme u obzir da će globalno opterećenje usled bolesti mozga vrlo brzo preći dvadeset posto svetskog bruto domaćeg proizvoda." Milijarda dolara je za njega ništa, samo mali deo stotina milijardi dolara troškova zbog Alchajmerove bolesti, Parkinsove bolesti itd., koji će nastati kada se pripadnici generacije bebi-bum penzionišu.

Dakle, doktor Markram smatra da nalaženje rešenja samo zavisi od obima ulaganja. Uloži li se dovoljno novca u projekat, ljudski mozak će nam se otkriti. Sad kad je dobio priželjkivani dar od milijardu dolara od Evropske komisije, njegov san mogao bi postati stvarnost.

Šema neurona

Ima spreman odgovor na pitanje šta će prosečan poreski obveznik dobiti od ove investicije od milijardu dolara. Tri su razloga za upuštanje u ovu jedinstvenu, ali skupu avanturu. Objašnjava: "Presudno je važno da razumemo ljudski mozak da bi naše društvo napredovalo, što je, po mom mišljenju, ključni korak u evoluciji. Drugi razlog je to što ne možemo doveka da eksperimentišemo sa životinjama... To je poput Nojeve barke. Kao arhiva. A treći razlog je to što u svetu dve milijarde ljudi pati od ovog ili onog mentalnog poremećaja..."

Doktor Markram smatra da je skandalozno što se tako malo zna o mentalnim bolestima koje donose toliko mnogo patnje milionima ljudi. Kaže: "Danas nema neurološke bolesti za koju iko može objasniti kakva neispravnost u mozgu je izaziva – koja putanja, sinapsa, neuron, receptor. To je šokantno."

Isprva bi se moglo učiniti da je ovaj projekat nemoguće dovršiti, kad je neurona i veza toliko mnogo. Zvuči kao siguran promašaj. Ali ovi naučnici misle da su našli prečicu.

Ljudski genom obuhvata oko dvadeset tri hiljade gena; međutim, u stanju je da napravi mozak koji se sastoji od otprilike sto milijardi neurona. Čini se da je matematički nemoguće napraviti mozak od ovih gena, a ipak, to se dešava kad god nastane embrion. Kako se toliko informacija može smestiti u nešto tako malo?

Doktor Markram smatra da je odgovor u prečicama koje priroda koristi. Evo suštine njegovog pristupa: kada majka priroda pronađe dobar šablon, određeni moduli neurona se ponavljaju. Pogledamo li samo ovlaš presek mozga kroz mikroskop, vidimo samo neuređeno klupko neurona. Ali kada se temeljnije zagledamo, uočavamo obrasce modula koji se stalno ponavljaju.

(Upravo se zbog toga što postoje moduli tako brzo podižu neboderi. Pošto se konstruiše jedan modul, moguće je unedogled ponavljati ga na montažnoj traci. Ti identični moduli se potom mogu poređati jedan na drugi, i začas izraste neboder.)

Fokus projekta Blue Brain (Plavi mozak) doktora Markrama je neokorteksni stub, modul koji predstavlja obrazac što se neprestano ponavlja u mozgu. Kod ljudi, svaki stub je visine oko dva milimetra, prečnika pola milimetra, a sadrži šezdeset hiljada neurona. (Poređenja radi, neuronski moduli pacova sadrže tek po deset hiljada neurona.) Doktoru Markramu je trebalo deset godina, od 1995. do 2005, da mapira neurone u takvom stubu i da dokuči kako funkcionišu. Pošto je to rastumačio, obratio se stručnjacima IBM-a da naprave masovne iteracije ovih stubova.

Večiti je optimista. Godine 2009, na konferenciji TED, rekao je kako bi mogao da završi projekat za deset godina. (To se, najverovatnije, odnosi na svedeni ljudski mozak, bez veza između režnjeva ili sa čulima.) Ali, istakao je: "Ako ga ispravno napravimo, trebalo bi da govori, da poseduje inteligenciju i da se ponaša sasvim nalik ljudskom".

Doktor Markram vešto brani svoj rad. Za sve ima odgovor. Kada kritičari zamere da hodi po zabranjenoj teritoriji, odgovara: "Kao naučnici, ne treba da se bojimo istine. Moramo da razumemo naš mozak. Prirodno je da ljudi smatraju mozak za svetinju, pa misle da ne bi trebalo petljati s njim jer možda krije tajne duše. Ali, iskreno govoreći, mislim da bismo, ako bi svet razumeo kako mozak funkcioniše, razrešili konflikte širom planete, jer ljudi bi shvatili kako su trivijalni, deterministički i kontrolisani sukobi, reakcije i nerazumevanja."

Suočen s konačnom kritikom da se "igra Boga", kaže: "Mislim da smo daleko od igranja Boga. Bog je napravio čitav univerzum. Mi samo pokušavamo da napravimo mali model."

(...)

PRISTUP SECKANJEM NA DELIĆE: Drugi pristup, kome je više sklona Obamina administracija, jeste direktno mapiranje neurona mozga – analiziranje neuronskih putanja u mozgu. To se postiže na nekoliko načina.

Jedan od njih je da se fizički identifikuje svaki neuron i sinapsa u mozgu. (Neuroni se obično unište tokom tog procesa.) Ovakva metoda naziva se anatomskom. Druga mogućnost je dešifrovanje načina na koji električni signali protiču kroz neurone prilikom obavljanja određenih funkcija. (Po svemu sudeći, Obamina administracija daje prednost takvom postupku, posebno ističući važnost otkrivanja putanja u živom mozgu.)

Anatomski pristup se svodi na razlaganje ćelija životinjskog mozga na neurone, tehnikom seckanja na deliće. Na taj način, u model su već uračunati okruženje, telo i sećanja u svoj svojoj složenosti. Naučnici žele da identifikuju svaki neuron mozga. Posle toga bi se svaki neuron možda mogao simulirati pomoću skupa tranzistora, tako da se dobije precizna kopija ljudskog mozga zajedno sa sećanjima, ličnošću i vezama sa čulima. Kada se reverzni inženjering izvede nad mozgom u celini, trebalo bi da imamo mogućnost da vodimo sadržajan razgovor s tim mozgom, sa svim očuvanim sećanjima i ličnošću.

Nikakva nova znanja iz fizike nisu potrebna da bi se dovršio projekat. Uređajem sličnim aparatu za sečenje suhomesnatih proizvoda u prodavnici, doktor Geri Rubin s Medicinskog instituta Hauard Hjuz secira mozak vinske mušice. To nije lak zadatak, pošto je prečnik mozga vinske mušice trista mikrometara, što je malecno u poređenju s ljudskim mozgom. Mozak vinske mušice sadrži oko 150.000 neurona. Svaki odrezak, debljine tek pedesetmilijarditi deo metra, pažljivo se fotografiše pomoću elektronskog mikroskopa, a dobijena slika se šalje računaru. Posle toga računarski program pokušava da rekonstruiše raspored, neuron po neuron. Sadašnjim tempom, doktor Rubin će uspeti da identifikuje svaki neuron mozga vinske mušice za dvadeset godina.

Napredak se odvija puževskim korakom, delom zbog tehnologije fotografisanja, pošto standardni skenirajući mikroskop ostvaruje oko deset miliona piksela u sekundi. (To je otprilike trećina rezolucije standardnog televizijskog ekrana u sekundi.) Cilj je imati mašinu za snimanje koja može da obradi deset milijardi piksela u sekundi, što bi bio svetski rekord.

Traktografska rekonstrukcija neuronskih veza (DTI)

Problem sa skladištenjem podataka dobijenih mikroskopom takođe je ozbiljan. Rubin očekuje da će, kada njegov projekat uzme zamah, skenirati oko milion gigabajta podataka na dan samo za jednu vinsku mušicu, tako da zamišlja da će napuniti ogromna skladišta čvrstim diskovima. Povrh toga, kako je mozak svake vinske mušice drugačiji, mora da skenira stotine mozgova vinskih mušica da bi dobio preciznu aproksimaciju tog mozga.

Da li se na osnovu progresa s mozgom vinske mušice može proceniti kada ćemo se latiti seckanja ljudskog mozga? Doktor Rubin kaže: "Voleo bih da za sto godina znam kako funkcioniše ljudska svest. Desetogodišnji ili dvadesetogodišnji cilj je razumeti mozak vinske mušice."

Ovu metodu moglo bi ubrzati nekoliko tehničkih pomaka. Jedna mogućnost jeda se koristi automatizovan uređaj, tako da mukotrpan posao seciranja mozga i analiziranja svakog odreska obavlja mašina. Tad bi se mogla drastično ubrzati realizacija projekta. Na primer, automatizacija je poprilično srezala troškove za Projekat ljudski genom (iako s budžetom od tri milijarde dolara, Projekat ljudski genom je dovršen ranije i za manje novca, što je nečuveno u Vašingtonu). Druga metoda je obeležavanje neurona i putanja različitim bojama, jer se tako postiže uočljivost. Alternativni pristup bio bi konstrukcija automatizovanog supermikroskopa kojim se skenira jedan po jedan neuron do u dosad neviđene detalje.

(...)

BUDUĆNOST: Pretpostavimo da je taj momenat napokon došao. S mnogo pompe, naučnici svečano objavljuju da su uspešno izveli reverzni inženjering čitavog ljudskog mozga.

Šta sad?

Jedna od neposrednih primena je nalaženje uzroka izvesnih mentalnih bolesti. Smatra se da većinu mentalnih bolesti ne izaziva uništenje ogromno mnogo neurona, već pogrešno povezivanje. Setite se genetičkih bolesti koje izaziva jedna jedina mutacija, poput Hantingtonove bolesti, Tej-Saksove bolesti ili cistične fibroze. Jedna greška u tri milijarde baznih parova može da izazove nekontrolisano njihanje ekstremiteta i grčeve, kao u slučaju Hantingtonove bolesti. Čak i ako je genom 99,9999999 normalan, čitava sekvenca bi mogla postati neispravna zbog malecne greške. Zato je genska terapija fokusirana na te pojedinačne mutacije kao moguće uzroke genetičkih bolesti koji se mogu otkloniti.

Na sličan način, konačni rezultati reverznog inženjeringa nad mozgom mogli bi omogućiti da se izvedu simulacije mozga pri kojima bismo namerno poremetili nekoliko neuronskih veza da bismo videli hoće li se time izazvati određene bolesti.

Moguće je da je tek šačica neurona odgovorna za krupne mentalne poremećaje. Lociranje tog malog skupa neurona s pogrešnim povezivanjem možda će biti jedan od načina da se iskoristi mozak dobijen reverznim inženjeringom.

Primer bi mogao biti Kapgrasov sindrom, čije žrtve veruju da je neko njima blizak – na primer, majka – zamenjen identičnim tuđinom. Prema doktoru V. S. Ramačandranu, uzrok ove retke bolesti može biti greška u povezivanju dve oblasti mozga. Fuziformni girus u temporalnom režnju odgovoran je za prepoznavanje lica vaše majke, ali amigdala je presudna za emotivnu reakciju na njen prizor. Kada se poremeti veza između ova dva centra osoba može savršeno dobro da raspoznaje majčino lice, ali kako emotivna reakcija izostaje, ubeđena je da je to, zapravo, tuđinka.

Druga primena mozga dobijenog reverznim inženjeringom jeste da se precizno odredi koja grupa neurona se pogrešno aktivira. Setimo se da se tokom duboke stimulacije mozga koriste male sonde da bi se smirila aktivnost delića mozga – na primer, Brodmanove zone 25, u slučaju teških oblika depresije. Zahvaljujući mozgu dobijenom reverznim inženjeringom, možda bismo mogli tačno da odredimo gde se pogrešno aktiviraju neuroni (kojih bi moglo biti tek nekoliko).

Reverzni inženjering mozga bio bi uveliko koristan i u oblasti veštačke inteligencije. Vid i prepoznavanje lica su mačji kašalj za mozak, ali i dalje su neostvarljivi za naše najnaprednije računare. Na primer, računari mogu da prepoznaju ljudska lica koja gledaju pravo ispred sebe, i koja postoje u maloj bazi podataka, s preciznošću ne manjom od 95 posto, ali ako istom računaru pokažete to lice iz drugačijih uglova ili mu predočite lice koga nema u bazi podataka, najverovatnije ga neće identifikovati. Mi smo u stanju da prepoznamo poznato lice iz različitih uglova za 0,1 sekundu; naš mozak to tako lako obavlja, da nismo ni svesni da to činimo. Reverznim inženjeringom mozga moglo bi da se razotkrije kako taj proces funkcioniše.

Komplikovanije su bolesti u okviru kojih mozak gubi funkcionalnost sa više strana, poput šizofrenije. Ovaj poremećaj uključuje nekoliko gena i interakcija s okruženjem, koji izazivaju neuobičajene aktivnosti više oblasti mozga. Ali čak i u takvim slučajevima, mozak nastao reverznim inženjeringom razotkrio bi kako određeni simptomi (na primer, halucinacije) nastaju, što bi moglo da utre put ka nalaženju potencijalnog leka.

Mozak dobijen reverznim inženjeringom dao bi odgovore i na neka osnovna, dosad nerešena pitanja kao što je kako se čuvaju dugotrajna sećanja. Sećanja se, znamo, skladište u određenim delovima mozga, na primer u hipokampusu i amigdali, no još uvek nije jasno kako se sećanje raspoređuje po različitim korteksima koji se, kada se prisećamo, ponovo spajaju.

Pošto nam reverzni inženjering napokon da potpuno funkcionalan mozak, doći će trenutak da uključimo sva kola i proverimo može li da reaguje kao ljudski (odnosno, hoće li proći Tjuringov test). Pošto je dugoročno sećanje već upisano u neurone ovakvog mozga, trebalo bi da za vrlo kratko vreme bude jasno može li takav mozak da reaguje na način koji se ne može razlikovati od funkcionisanja ljudskog mozga.

Na kraju, reverzni inženjering bi mogao da utiče na nešto o čemu se ne priča mnogo, ali je mnogim ljudima na umu: besmrtnost. Ako se svest može otpremiti na računar, znači li to da ne moramo umreti?

Mičio Kaku