Ladda upp hjärnan till en dator?

VI FÖRESTÄLLER OSS ofta att det mänskliga medvetandet består av något så ”enkelt” som kemiska och elektriska signaler i ett nätverk av processorer – alltså jämförbart med en dator. Verkligheten är dock långt mer komplicerad. Till att börja med vet vi faktiskt inte hur mycket information som den mänskliga hjärnan kan lagra.

För ett par år sedan kartlade ett team vid Allen Institute for Brain Science i Seattle, USA, 3D-strukturen hos alla neuroner (hjärnceller) som finns i en kubikmillimeter av hjärnan hos en mus – en remarkabel milstolpe inom neurovetenskapen.

UTVINNA OCH LAGRA

I denna lilla kub av hjärnvävnad, inte större än ett sandkorn, räknade forskarna till mer än hundratusen neuroner och mer än en miljard kopplingar mellan dem. De lyckades registrera denna information digitalt på datorer, inklusive form och konfiguration för varje enskild neuron och koppling. Detta krävde ett lagringsutrymme på två petabyte, det vill säga två miljoner gigabyte. Och för att åstadkomma avläsningen av millimeterkubens innehåll måste forskarnas helautomatiska mikroskop exponera hundra miljoner bilder av tjugofemtusen extremt tunna skivor av det pyttelilla provet, dag som natt i flera månader.

Detta är alltså vad som krävs för att lagra den fullständiga fysiska informationen om nervceller och deras kopplingar i en kubikmillimeter mushjärna, och då kan man ju försöka föreställa sig vad det skulle innebära att samla in motsvarande information från en hel, levande mänsklig hjärna!

Att utvinna och lagra data är dock inte den enda utmaningen. För att en dator ska kunna efterlikna hjärnans arbetssätt måste den kunna komma åt all lagrad information på mycket kort tid. Annars hinner hjärnans minne och tänkande förändras. Det betyder att informationen måste lagras i datorns RAM-minne (korttidsminne), snarare än laddas ner på traditionella hårddiskar. Men datorer som skulle klara detta finns inte ännu.

Den mänskliga hjärnan innehåller cirka hundra miljarder neuroner (lika många som stjärnorna i Vintergatan) – en miljon gånger fler än de som finns i vår kubikmillimeter mushjärna. Och det uppskattade antalet kopplingar är svindlande 10¹⁵. Det är en petabyte, en etta följd av femton nollor.

För att kunna registrera alla data från en hel mänsklig hjärna måste den alltså s