Когда мы сможем загрузить свой мозг на компьютер?

«Трон», «Призрак в Доспехах», «Тринадцатый этаж», «Аватар» Джеймса Кэмерона, добрая треть эпизодов Стар Трека… Наше общественное сознание давным-давно готово к тому, что наш мозг можно (и, наверное, нужно?) будет оцифровывать. Но как далеко нам остается до технологии полноценной загрузки сознания? И какой у нас шанс увидеть это в обозримом будущем, хотя бы для Маска и Гейтса?

Мы часто думаем, что человеческое сознание — это связь системы ввода-вывода электрических сигналов с развитой сетью процессорных блоков (нашим мозгом). Так что оцифровка всего этого не представляется чем-то невозможным. Но реальность сложнее. Неизвестных переменных очень много. Например, мы пока не знаем даже самого простого: сколько информации на самом деле может хранить наш мозг.

Приводятся разные цифры, чаще всего называют 1 петабайт (миллион гигабайт). В принципе, в мире уже есть компьютеры, которые могли бы записать всю информацию такого мозга. Но если углубиться в эту тему, оказывается, что петабайт — просто случайная цифра, удобная для запоминания и цитирования. На самом же деле два года назад команда из Алленовского института наук о мозге в Сиэтле попыталась изучить хотя бы структуру мозга мыши. Они сделали трехмерную карту всех нейронов и связей в одном кубическом миллиметре пространства. Для этого им потребовалось несколько месяцев непрерывного труда. Это считается выдающимся достижением науки. Вот эта карта:

В этом крошечном кубическом миллиметре мозговой ткани (размером меньше песчинки) ученые насчитали 100 000 нейронов и более миллиарда связей между ними. И, что важно, им удалось записать всю эту конфигурацию на компьютер. Включая форму каждого соединения и нейрона. Для этого им потребовалось… два петабайта памяти. Для сравнения, все спутниковые снимки Земли, собранные миссиями Landsat за 30 лет, занимают всего 1,3 петабайта.

Если бы ученые попробовали сейчас записать на компьютер целый мышиный мозг, в котором около 14 млн нейронов, то им нужно было бы 280 петабайт. Это примерно столько, сколько весь Google обрабатывает за день. Чтобы хранить такой мозг на облаке по коммерческим ценам AWS ($0,021 за ГБ) нужно было бы платить по $5,88 млн в месяц. Хотите подождать 30 лет, пока технологии подрастут, и вы сможете воскресить этот мозг? Будьте добры, выложите $2,1 млрд.

Дороговато, прямо скажем. Но чего не сделаешь ради любимого домашнего питомца! Мозг которого, между прочим, по числу нейронов в 6100 раз меньше, чем у человека.

В общем, даже если бы Безос, Маск и Цукерберг собрались вместе и сыграли в рулетку на сохранение полного оцифрованного мозга хотя бы одного из них, при текущем уровне технологий их совместного капитала хватило бы на 11 месяцев хранения такого мозга (при стоимости $36 млрд в месяц). Ну а в действительности, конечно, такой объем данных сейчас просто негде было бы держать.

Вопрос хранения

Итак, для хранения одного человеческого мозга нам сейчас нужно ~170 800 петабайт данных. Это 1,7 зеттабайта. Нереально много, но в принципе, если у нас будет стоять задача сохранить один какой-то мозг для поколений… Смотрим: в 2020 году в мире было создано 64,2 зеттабайт данных. УРА! Это 37 мозгов! Каждый год!

…Но из них удалось перманентно сохранить меньше 2%. Большая часть этих данных была временно создана или реплицирована, а затем удалена, чтобы освободить место. А 2% от 64,2 ЗБ это… 1,284 ЗБ новых данных, которые за год смогло сохранить человечество. Даже для одного мозга таких объемов «нового хранилища» не хватит.

Так что нам придется удалять часть той информации, из которой сейчас состоит интернет, или требовать у людей резервировать пространство на их жестких дисках, создавать поменьше сайтов и прекратить загружать котиков на Ютуб, чтобы мы всем человечеством смогли за год сохранить хотя бы один мозг для поколений (сейчас весь интернет, по оценкам, весит порядка 40 ЗБ).

Может показаться, что это как-то чересчур, и такого не может быть. Где один мозг, который дай бог прочитал сотню книг, — а где весь объем информации, накопленный человечеством. Но количество нейронных связей в мозгу (~2·1014) просто чересчур велико, в тысячи раз больше, чем звезд в галактике. Каждый нейрон связан с сотнями или тысячами других, и сложность у итоговой структуры получается невероятная.

Разные типы синапсов внутри мозга мыши

Конечно, отчасти дело здесь в несовершенстве наших текущих технологий сканирования мозга. Если вывести дело из лабораторий на коммерческий рынок, наверное найдутся компании, способные ужать данные в 10 или 100 раз. И еще они наверняка станут предлагать нам услугу удаления мозжечка — в конце концов, зачем нам моторика, если мы живем в облаке. Занимая всего 10% объема мозга, мозжечок содержит в себе 77% наших нейронов. А это 77% потенциальной экономии!

А когда наконец изобретут андроидов, в которых будут пересаживать наш мозг, будем копировать мозжечок у кого-то другого. Ну, изменится немного походка, ничего страшного. Зато отбивать чечетку научимся! И сможем, например, заказывать копирование мозжечка у какого-то азиата, чтобы наконец-то идеально пользоваться палочками для суши. А копии от лучших танцоров и артистов балета будут идти нарасхват.

Эх, заживём!

Вопрос пропускной способности

Но извлечение и хранение данных — не единственная проблема. Чтобы компьютер мог работать в режиме мозга, ему нужно иметь возможность оперативно получать доступ ко всей этой хранимой информации. Другими словами, значительная часть этих данных должна храниться в оперативной памяти. Каким-то облачным хранилищем здесь не обойтись. Между каждым первым и вторым битом должна быть короткая нейронная связь, а не тысячи километров проводов, ведущих в другой дата-центр.

И тут уже проблема другого порядка: самый большой из когда-либо созданных компьютеров с одним модулем памяти имел ОЗУ на 160 ТБ. Это примерно в миллион раз меньше тех 1,7 ЗБ, которые нам нужны. Даже если для технологий хранения мозга каким-то чудом будет работать закон Мура (который уже несколько лет как истощил себя в плане улучшения средств хранения данных), для выхода на нужные мощности нам потребуется минимум 40 лет. То есть, если прямо сейчас бросить все силы в разработку и заняться этим делом так же, как мы занимались уменьшением размера транзисторов, к 2062 году человечество получит рабочую модель мозга на компьютере, способную реагировать с такой же скоростью, как и наш текущий мозг. Это при лучшем стечении обстоятельств, конечно.

Кстати, здесь мы забыли учесть, что любая ошибка при переносе данных может оказаться фатальной. А ведь мы не знаем, как информация организована, где самые важные для этого конкретного человека детали. Придется дублировать мозг несколько раз и потом сверять копии друг с другом, выясняя, какая получилась точнее. А потом, конечно, хранить все эти данные минимум в двух (если не в трех) копиях, чтобы предотвратить их потерю. Которая, к сожалению, на компьютере может произойти в любой момент, например, от тех же космических лучей, выбивающих биты (посмотрите обязательно видео Veritasium, если еще не смотрели).

Информация в мозге хранится в каждой детали его физического строения, в каждой связи между нейронами, в характере каждого нейрона, в его размера и форме, химическом строении, а также в количестве и расположении связей. Всё это нужно будет идеально скопировать, а потом содержать в нескольких образцах. В общем, производители ОЗУ будут довольны.

Вопрос времени

После смерти наш мозг очень быстро меняется — как химически, так и структурно. Когда нейроны умирают, они быстро теряют способность к связи между собой и перестают проявлять характерные для них свойства. Но еще более проблематичен тот факт, что наш мозг сильно меняется в течение нашей жизни.

С 20 лет мы теряем по 85 000 нейронов в день. Это не повод волноваться: в основном отмирают те нейроны, которые не нашли себе применения, их не привлекали к какой-либо обработке информации. Если их бездействие происходило в течение длительного времени, это запускает программу самоуничтожения (апоптоз, регулируемый процесс клеточной гибели). В общем, несколько десятков тысяч наших нейронов убивают себя каждый день.

Но это не слишком большая проблема, потому что в 20 лет у нас 90-100 миллиардов нейронов. И с такой скоростью мы потеряем всего 2-3% наших нейронов к 80 годам. Если мы не заболеем нейродегенеративным заболеванием, наш мозг может хорошо работать в течение всей нашей жизни. Но тогда возникает вопрос: в каком возрасте лучше остановиться и сделать автосохранение?

Какой ум вы бы предпочли сохранить, себя 20-летнего или 70-летнего? В первом случае мозг будет более пластичным, зато во втором — у вас будет уже накопленный багаж знаний. К тому же, вы можете сэкономить 2-3% на оплату сканирования и хранения данных. Но если сохраниться слишком поздно, можно получить цифровой мозг с начавшей развиваться деменцией. Или мозг с зачатками болезни Альцгеймера, которая может начать развиваться даже раньше 40 лет.

Ну и что делать? В каком возрасте вы — лучший вы? Когда нужно себя сохранять? Стоит ли жертвовать всем своим опытом и воспоминаниями? Если вы решили сохранить себя 30-летнего, а умерли в 80, видимо, нужно записывать для вас блокнотик с перечислением всех тех событий, которые случились с вами за эти 50 лет? И пару фото из семейного альбома, чтобы показать, чем для вас всё закончилось? 

Вопрос этики

Что делать с тем временем, которое вы прожили, но уже никогда не вспомните? Не будет ли вашему цифровому «я» вечно жалко безвозвратно упущенных дней?

А если даже не будет — как вы будете знать, что это действительно вы? Как вы проверите, что стали бы принимать точно такие же решения, что у вас общий ход мыслей? Как минимум, когда произошло сохранение вашего мозга, ваш реальный «я» пошел по совершенно другому, своему пути, он продолжал развиваться еще много лет. У вашего компьютерного «я» с ним уже мало общего.

Многие сказали бы, что ваш мысленный образ, перенесенный на компьютер, не более жив, чем тот компьютер, на котором он размещен. Это просто пиратская копия живого человека, без лицензии и половины фич.

Живой разум черпает информацию о мире через органы чувств. Он прикреплен к телу, которое существует в физическом мире. У которого меняется частота сердечных сокращений, дыхания и потоотделения, который чувствует голод и страх, у которого настроение зависит от того, насколько хорошо он поспал и какой сон увидел. Как всё это будет работать в компьютере без тела, на битах и байтах?

А ведь нужно еще учесть физико-химическую природу самого мозга. Нейроны не всегда одинаковы, есть разные типы, плюс они периодически меняются, как меняется и характер связей между ними. Даже у взрослых, как в начале 2000-х выяснила наука, происходит нейрогенез (то, что «нервные клетки не восполняются» — миф). Все эти сложные биологические и химические процессы тоже надо будет как-то симулировать, имея под рукой только нули и единицы.

Даже просто моделирование «физического» ввода и вывода — уже большая проблема. Нужны будут камеры, которые могут в точности скопировать человеческий глаз, кожа, способная реагировать на прикосновение, ноздри, способные улавливать ароматы. Про внутренние органы нечего и говорить, это еще сложнее. Если бы мы могли всё это сделать, получился бы готовый человек.

Вырастить нового человека в пробирке и «пересадить» ему ваш мозг, обратно перекачав данные, тоже не выйдет. Даже если вы миллиардер и этика вас не волнует. Просто не найдется другого мозга с точно такой же структурой, размерами, всеми химическими и биологическими особенностями. Лучшее, на что можно рассчитывать — вы будете вечно жить в теле андроида. С несовершенными органами чувств. Каждый день отгоняя от себя мысль, что вы не живёте, а только имитируете настоящую жизнь.

Другими словами, при всех жертвах и потраченных миллиардах, мы никогда не сможем гарантированно сохранить наш мозг живым. Просто потому, что мы не будем уверены, является ли это новое состояние жизнью. Ваш перенесенный разум не сможет относиться к миру так же, как это делает ваш нынешний живой ум. То есть, это будете не совсем вы. Это уже не говоря об опасности взлома (а что если вас взломали, пока вы находились в «спячке»?) и аппаратного сбоя.

Стоит ли тратить миллиарды ради сохранения структуры мозга кого-то, кто будет не совсем вами? И гарантированно никогда не сможет жить полноценно?

Или лучше потратить эти деньги и время на решение других насущных (и, главное, реально решаемых) проблем?

Здесь остается только пожелать всем хабровчанам долгой и здоровой жизни) Потому что она у нас совершенно точно одна. Даже если элементы кого-то из нас через 40-50 лет и начнут существовать на облаке AWS или в форме андроидов.

Источник