Vivir en un mundo digital: ¿cómo se incrusta la tecnología informática en el cerebro?

2024 Autor: Seth Attwood | [email protected]. Última modificación: 2023-12-16 16:02

Nuestro cerebro está adaptado para la vida en una cueva, y no para procesar flujos de información ininterrumpidos: los estudios muestran que se detuvo en su desarrollo evolutivo hace 40-50 mil años. El psicofisiólogo Alexander Kaplan en su conferencia "Contacto con el cerebro: realidades y fantasías" contó cuánto tiempo una persona podrá hacer frente a la vida en las condiciones de enormes carreteras, movimientos alrededor del planeta y un sinfín de entradas, y también cómo podemos arreglarnos nosotros mismos. o estropearlo todo con la ayuda de la inteligencia artificial …

Imagina una situación: una persona llega a una tienda, elige un croissant y se lo da al cajero. Se lo muestra a otro cajero y pregunta: "¿Qué es esto?" Él responde: "40265". A los cajeros ya no les importa cómo se llame el croissant, es importante que sea "40265", porque la computadora en la caja registradora percibe los números, no los nombres de los bollos. Poco a poco, todo se sumerge en el mundo digital: vivimos junto a la tecnología informática, que entiende los objetos físicos como digitales, y nos vemos obligados a adaptarnos. Se acerca la era del Internet de las Cosas, cuando todos los objetos físicos se presentarán en forma digital e Internet se convertirá en el dueño de nuestro frigorífico. Todo girará a través de números. Pero el problema es que la intensidad de los flujos de información ya es demasiado grande para nuestros oídos y ojos.

Recientemente, se ha desarrollado un método para determinar con precisión la cantidad de células nerviosas en el cerebro. Anteriormente, se creía que hay 100 mil millones de ellos, pero esta es una cifra muy aproximada, porque las medidas se realizaron por un método no del todo correcto: tomaron un pedacito del cerebro, bajo el microscopio contaron el número de células nerviosas en él, que luego se multiplicó por el volumen total. En un nuevo experimento, se agitó una masa homogénea del cerebro en un mezclador y se contaron los núcleos de las células nerviosas, y como esta masa es homogénea, la cantidad resultante se puede multiplicar por el volumen total. Resultó 86 mil millones. Según estos cálculos, un ratón, por ejemplo, tiene 71 millones de células nerviosas y una rata 200. Los monos tienen alrededor de 8 mil millones de células nerviosas, es decir, la diferencia con un hombre es de 80 mil millones. ¿Por qué el movimiento de los animales fue progresivo y por qué la ruptura con el hombre fue tan aguda? ¿Qué podemos hacer que los monos no puedan?

El procesador más moderno tiene de dos a tres mil millones de unidades operativas. Una persona tiene 86 mil millones solo de células nerviosas, que no son idénticas a una unidad operativa: cada una de ellas tiene 10-15 mil contactos con otras células, y es en estos contactos donde se resuelve el problema de la transmisión de señales, como en el operativo. unidades de transistores. Si multiplica estos 10-15 mil por 86 mil millones, obtiene un millón de mil millones de contactos; hay tantas unidades operativas en el cerebro humano.

El cerebro de un elefante pesa cuatro kilogramos (en el mejor de los casos uno y medio de un humano) y contiene 260 mil millones de células nerviosas. Estamos separados por 80 mil millones del mono, y el elefante está dos veces más lejos de nosotros. ¿Resulta que la cantidad de células no se correlaciona con el desarrollo intelectual? ¿O los elefantes se han ido por el otro lado y simplemente no los entendemos?

El caso es que el elefante es grande, tiene muchos músculos. Los músculos están hechos de fibras del tamaño de un humano o un ratón, y dado que un elefante es mucho más grande que un humano, tiene más fibras musculares. Los músculos están controlados por células nerviosas: sus procesos se ajustan a cada fibra muscular. En consecuencia, el elefante necesita más células nerviosas, porque tiene más masa muscular: de 260 mil millones de células nerviosas de elefante, 255 o 258 mil millones son responsables del control muscular. Casi todas sus células nerviosas están ubicadas en el cerebelo, que ocupa casi la mitad del cerebro, porque es allí donde se calculan todos estos movimientos. En verdad, 86 mil millones de células nerviosas humanas también se encuentran en el cerebelo, pero todavía hay significativamente más de ellas en la corteza: no dos o tres mil millones, como un elefante, sino 15, por lo que nuestros cerebros tienen inconmensurablemente más contactos que los elefantes. En términos de la complejidad de la red neuronal, los humanos han superado significativamente a los animales. El hombre gana por habilidades combinatorias, esta es la riqueza de la materia cerebral.

El cerebro es muy complejo. A modo de comparación: el genoma humano consta de tres mil millones de elementos emparejados responsables de la codificación. Pero los códigos que contiene son completamente diferentes, por lo que el cerebro no se puede comparar con el genoma. Tomemos la criatura más simple: la ameba. Necesita 689 mil millones de pares de elementos codificadores: nucleótidos. Hay 33 elementos de codificación en ruso, pero se pueden formar 16 mil palabras del diccionario Pushkin o varios cientos de miles de palabras del idioma en su conjunto. Todo depende de cómo se reúna la información en sí, qué código es, qué tan compacto es. Obviamente, la ameba hizo esto de manera extremadamente antieconómica, porque apareció en los albores de la evolución.

El problema del cerebro es que es un órgano biológico normal. Se crea evolutivamente para adaptar una criatura viviente a su entorno. De hecho, el cerebro se detuvo en su desarrollo evolutivo hace 40-50 mil años. La investigación muestra que el hombre de Cromañón ya poseía las cualidades que tiene el hombre moderno. Tenía a su disposición todo tipo de trabajo: recolectar materiales, cazar, enseñar a los jóvenes, cortar y coser. En consecuencia, tenía todas las funciones básicas: memoria, atención, pensamiento. El cerebro no tenía dónde evolucionar por una sencilla razón: el hombre se volvió tan inteligente que pudo ajustar las condiciones ambientales para adaptarse a su cuerpo. El resto de los animales tuvo que cambiar su cuerpo por las condiciones ambientales, lo que lleva cientos de miles y millones de años, pero cambiamos por completo el medio ambiente por nosotros mismos en solo 50 mil.

El cerebro fue encarcelado de por vida en una cueva. ¿Está preparado para los palacios modernos y los flujos de información? Improbable. Sin embargo, la naturaleza es económica, agudiza al animal para el hábitat en el que existe. El entorno de una persona, por supuesto, cambió, pero su esencia varió poco. A pesar de los cambios dramáticos que se han producido desde la antigüedad, la mecánica del medio ambiente en el sentido rutinario ha permanecido igual. ¿Cómo ha cambiado la actividad de los diseñadores que fabrican un cohete en lugar de un Zhiguli? Por supuesto, hay una diferencia, pero el significado del trabajo es el mismo. Ahora el entorno ha cambiado fundamentalmente: autopistas enormes, llamadas telefónicas interminables y todo esto sucedió en tan solo 15 a 35 años. ¿Cómo se las arreglará un cerebro pulido por las cavernas con este entorno? Multimedia, enormes velocidades de flujo de información inadecuadas, una nueva situación con movimientos alrededor del planeta. ¿Existe el peligro de que el cerebro ya no pueda soportar tales cargas?

Existe un estudio de la incidencia de personas desde 1989 hasta 2011. Durante los últimos 20 años, la mortalidad por enfermedades cardiovasculares y oncológicas ha disminuido, pero el número de trastornos neurológicos (problemas de memoria, ansiedad) está aumentando considerablemente durante el mismo tiempo. Las enfermedades neurológicas todavía pueden explicarse por problemas de comportamiento, pero el número de enfermedades psicológicas está creciendo con la misma rapidez y, al mismo tiempo, se vuelven crónicas. Estas estadísticas son una señal de que el cerebro ya no puede hacer frente. Quizás esto no se aplique a todos: alguien va a conferencias, lee libros, alguien está interesado en todo. Pero nacemos diferentes, por lo que el cerebro de alguien está mejor preparado debido a la variación genética. La proporción de personas con enfermedades neurológicas se está volviendo muy significativa, y esto sugiere que el proceso ha ido por mal camino. El tercer milenio nos desafía. Entramos en la zona cuando el cerebro comenzó a enviar señales de que el entorno que creamos no era útil para él. Se ha vuelto más complejo de lo que el cerebro puede proporcionarnos en términos de adaptación. El stock de herramientas afiladas para la cueva comenzó a agotarse.

Uno de los factores provocados por el hombre que presionan al cerebro humano es que muchas decisiones ahora están asociadas con la probabilidad de un error grave, y esto complica enormemente los cálculos. Anteriormente, todo lo que aprendíamos se automatizaba fácilmente: aprendimos a andar en bicicleta una vez, y luego el cerebro no se preocupaba por eso. Ahora hay procesos que no están automatizados: deben ser monitoreados constantemente. Es decir, debemos llamar a una ambulancia o regresar a las cuevas.

¿Qué formas más progresivas tenemos de resolver este problema? Quizás valga la pena combinarlo con la inteligencia artificial, que afinará el flujo: reducirá la velocidad donde sea demasiado alta, excluya del campo de visión la información que sea innecesaria en este momento. Los controladores automáticos que pueden prepararnos información son similares a las técnicas de cocción primarias: la mastican para poder consumirla sin gastar mucha energía. Cuando el hombre comenzó a cocinar comida en el fuego, hubo un gran avance. Las mandíbulas se hicieron más pequeñas y había espacio para el cerebro en la cabeza. Quizás ha llegado el momento de analizar la información que nos rodea. ¿Pero quién lo hará? ¿Cómo combinar inteligencia artificial e inteligencia natural? Y aquí es donde aparece un concepto como una interfaz neuronal. Proporciona contacto directo del cerebro con el sistema informático y se convierte en un análogo de cocinar alimentos en el fuego para esta etapa de la evolución. En tal trío, podremos existir por otros 100-200 años.

¿Cómo implementar esto? La inteligencia artificial en su sentido habitual casi no existe. Un juego de ajedrez muy inteligente, en el que una persona nunca vencerá a una computadora, es similar a una competencia de levantamiento de pesas con una excavadora, y no se trata de transistores, sino del programa escrito para esto. Es decir, los programadores simplemente escribieron un algoritmo que proporciona una respuesta específica a un movimiento específico: no hay inteligencia artificial que sepa qué hacer por sí misma. El ajedrez es un juego con un número finito de escenarios que se pueden enumerar. Pero hay diez posiciones significativas en el tablero de ajedrez al grado 120. Esto es más que el número de átomos en el universo (diez en el 80). Los programas de ajedrez son exhaustivos. Es decir, memorizan todos los juegos de campeonato y de gran maestro, y estos ya son números muy pequeños para enumerar. Una persona hace un movimiento, la computadora selecciona todos los juegos con este movimiento en segundos y los monitorea. Con información sobre los juegos ya jugados, siempre puedes jugar un juego óptimo, y esto es pura estafa. En ningún campeonato, un jugador de ajedrez no podrá llevar una computadora portátil con él para ver qué juego jugó quién y cómo. Y la máquina tiene 517 portátiles.

Hay juegos con información incompleta. Por ejemplo, el póquer es un juego psicológico basado en engaños. ¿Cómo jugará una máquina contra una persona en una situación que no se puede calcular por completo? Sin embargo, recientemente escribieron un programa que se adapta perfectamente a esto. El secreto es demasiado. La máquina juega consigo misma. En 70 días, ha jugado varios miles de millones de juegos y ha acumulado una experiencia que supera con creces la de cualquier jugador. Con este tipo de equipaje, puede predecir los resultados de sus movimientos. Ahora los coches han alcanzado el 57%, lo que es suficiente para ganar en casi cualquier caso. Una persona tiene suerte una vez entre mil juegos.

El juego más genial que no puede ser tomado por ninguna fuerza bruta es ir. Si el número de posiciones posibles en el ajedrez es diez elevado a 120, entonces hay diez de ellos en el 250 o 320, dependiendo de cómo se cuente. Este es el combinatorio astronómico. Es por eso que cada nuevo juego en Go es único: la variedad es demasiado grande. Es imposible repetir el juego, incluso en términos generales. La variabilidad es tan alta que el juego casi siempre sigue un escenario único. Pero en 2016, el programa Alpha Go comenzó a vencer a una persona, que también había jugado previamente consigo mismo. 1200 procesadores, 30 millones de posiciones de memoria, 160 mil lotes humanos. Ningún jugador vivo tiene tanta experiencia, capacidad de memoria y velocidad de reacción.

Casi todos los expertos creen que la inteligencia artificial aún está muy lejos. Pero se les ocurrió un concepto como "inteligencia artificial débil": estos son sistemas para la toma de decisiones inteligente automatizada. Algunas decisiones para una persona ahora pueden tomarlas una máquina. Son similares a los humanos, pero son aceptados, como en el ajedrez, no por el trabajo intelectual. Pero, ¿cómo toma nuestro cerebro decisiones intelectuales si la máquina es mucho más fuerte tanto en memoria como en velocidad? El cerebro humano también está formado por muchos elementos que toman decisiones basadas en la experiencia. Es decir, resulta que no hay inteligencia natural, que también somos sistemas informáticos andantes, ¿solo nuestro programa fue escrito por sí mismo?

El teorema de Fermat ha sido durante mucho tiempo una conjetura. Durante 350 años, los matemáticos más destacados han intentado probarlo analíticamente, es decir, componer un programa que finalmente demostrará, paso a paso, de forma lógica, que este supuesto es cierto. Perelman consideró el trabajo de su vida demostrar el teorema de Poincaré. ¿Cómo se probaron estos teoremas? Poincaré y Perelman no tenían soluciones analíticas en la cabeza, solo había suposiciones. Cual es un genio? Se puede considerar un genio al que creó el teorema: propuso algo para lo que no tenía ningún enfoque analítico. ¿De dónde sacó esta suposición correcta? No acudió a él por la fuerza bruta: Fermat tenía pocas opciones, como Poincaré, mientras que en un tema específico solo había una suposición. El físico Richard Feynman concluyó que en casi ningún caso se hizo un gran descubrimiento analíticamente. ¿Entonces como? Feynman responde: "Lo adivinaron".

¿Que significa adivinar? Para la existencia, no nos basta con ver qué es y tomar decisiones en base a esta información. Es necesario poner en memoria algo que será útil para consultar más adelante. Pero esta etapa no es suficiente para maniobrar en un mundo complejo. Y si la evolución selecciona individuos para una adaptación cada vez más sutil al entorno, entonces deben nacer mecanismos cada vez más sutiles en el cerebro para predecir este entorno, calcular las consecuencias. El ejemplar juega con el mundo. Poco a poco, surgió una función cerebral que permite construir modelos dinámicos de la realidad externa, modelos mentales del mundo físico. Esta función se ajustó a la selección evolutiva y comenzó a seleccionarse.

En el cerebro humano, aparentemente, se ha desarrollado un modelo mental de muy alta calidad del medio ambiente. Ella predice perfectamente el mundo incluso en lugares donde no hemos estado. Pero dado que el mundo que nos rodea es integral y todo está interconectado en él, el modelo debería recoger esta interconexión y poder predecir lo que no lo fue. El hombre adquirió una oportunidad completamente única que lo distinguió claramente en la serie evolutiva: fue capaz de reproducir el futuro en las neuronas de su cerebro utilizando modelos del entorno. No es necesario que corras detrás del mamut, debes averiguar dónde se ejecutará. Para ello, en la cabeza hay un modelo con las características dinámicas de un mamut, paisaje, hábitos animales. La psicología cognitiva insiste en que estamos trabajando con modelos. Aquí es donde se gastan 80 mil millones de neuronas: las contienen. El modelo del mundo de las matemáticas, el mundo de las abstracciones matemáticas es muy diverso, y sugiere cómo se debe llenar este o aquel vacío, que aún no se ha pensado. La conjetura proviene de este modelo, al igual que la intuición.

¿Por qué los monos no pueden trabajar en modelos completos del mundo físico? Después de todo, existen en la Tierra durante cientos de millones de años más que los humanos. Los monos no pueden recopilar información sobre el mundo que los rodea. ¿En qué unidades lo describirán? Los animales aún no han desarrollado un método para el modelado compacto y sistemático de información externa en el cerebro con la capacidad de operar sobre él. Una persona tiene ese método y tiene en cuenta los detalles más pequeños. Es un idioma. Con la ayuda del lenguaje, hemos designado con conceptos todos los granos de arena más pequeños de este mundo. Así, trasplantamos el mundo físico al mental. Son nombres que circulan por el mundo mental sin masa. Al escribir direcciones utilizando estructuras cerebrales complejas, como cuando se programa en una computadora, ganamos experiencia en la comunicación con el mundo. Surgen conexiones entre conceptos. Cada concepto tiene banderas a las que puede agregar significados adicionales. Así es como crece un gran sistema, que funciona asociativamente y corta valores innecesarios mediante direcciones. Tal mecánica debe estar respaldada por una estructura de red muy compleja.

Nuestro pensamiento se basa en conjeturas. No necesitamos contar las variaciones de las piezas de ajedrez; tenemos un modelo dinámico del juego de ajedrez que indica hacia dónde moverse. Este modelo es sólido, también tiene experiencia en partidos de campeonato, pero es mejor porque predice un poco antes de tiempo. La máquina recuerda solo lo que es, nuestro modelo es dinámico, se puede iniciar y jugar antes de la curva.

Entonces, ¿es posible combinar el cerebro y la inteligencia artificial, aunque disminuidos y reducidos en derechos, de modo que las tareas creativas permanezcan en una persona, y la memoria y la velocidad, en una máquina? Hay nueve millones de camioneros en los Estados Unidos. En este momento, pueden ser reemplazados por sistemas automatizados de toma de decisiones: todas las pistas están muy bien marcadas, incluso hay sensores de presión en la pista. Pero los controladores no están siendo reemplazados por computadoras por razones sociales, y este es el caso en una variedad de industrias. También existe el peligro de que el sistema actúe en contra de los intereses de la persona, anteponiendo los beneficios económicos. Tales situaciones, por supuesto, estarán programadas, pero es imposible preverlo todo. La gente tarde o temprano caerá en el servicio, las máquinas los usarán. De una persona solo quedará un cerebro capaz de soluciones creativas. Y no tiene por qué deberse a una conspiración de máquinas. Nosotros mismos podemos conducirnos a una situación similar programando las máquinas para que, cumpliendo las tareas que nos hemos propuesto, no tengan en cuenta los intereses humanos.

A Elon Musk se le ocurrió un movimiento: una persona caminará con una mochila con poder de computación, a la que el cerebro recurrirá según sea necesario. Pero para asignar ciertas tareas a las máquinas, se requiere el contacto directo con el cerebro. Un cable irá desde el cerebro hasta la mochila, o el automóvil se coserá debajo de la piel. Entonces la persona estará completamente provista de memoria y velocidad trascendentales. Este dispositivo electrónico no pretenderá ser una persona en la historia, pero para los empleadores, una persona ampliará sus capacidades. El camionero podrá permitirse dormir en el coche: será impulsado por el intelecto, que despertará el cerebro en un momento crítico.

¿Cómo conectarse al cerebro? Disponemos de todos los medios técnicos. Además, cientos de miles de personas ya caminan con estos electrodos por motivos médicos. Para detectar el foco de un ataque epiléptico y detenerlo, se instalan dispositivos que registran la actividad eléctrica del cerebro. Tan pronto como los electrodos notan signos de un ataque en el hipocampo, lo detienen. En los EE. UU. Hay laboratorios en los que se implantan tales dispositivos: se abre el hueso y se inserta una placa con electrodos en la corteza de un milímetro y medio, hasta el centro. Luego se instala otro troquel, se acerca una varilla, se presiona un botón y este golpea bruscamente, con gran aceleración, el troquel para que entre en la corteza un milímetro y medio. Luego se eliminan todos los dispositivos innecesarios, se sutura el hueso y solo queda un pequeño conector. Un manipulador especial, que codifica la actividad electrónica del cerebro, permite a una persona controlar, por ejemplo, un brazo robótico. Pero esto se entrena con gran dificultad: una persona necesita varios años para aprender a controlar tales objetos.

¿Por qué se implantan electrodos en la corteza motora? Si la corteza motora controla la mano, significa que necesita recibir comandos desde allí que controlan al manipulador. Pero estas neuronas se utilizan para controlar la mano, cuyo dispositivo es fundamentalmente diferente del manipulador. Al profesor Richard Anderson se le ocurrió la idea de implantar electrodos en el área donde nace el plan de acción, pero aún no se han desarrollado los impulsores para controlar los impulsores de movimiento. Implantó neuronas en la región parietal, en la intersección de las partes auditiva, visual y motora. Los científicos incluso lograron un contacto bidireccional con el cerebro: se desarrolló un brazo de metal en el que se instalaron sensores que estimulan el cerebro. El cerebro ha aprendido a distinguir entre la estimulación de cada dedo por separado.

Otra forma es una conexión no invasiva, en la que los electrodos se ubican en la superficie de la cabeza: lo que las clínicas llaman electroencefalograma. Se crea una rejilla de electrodos, en la que cada electrodo contiene un microcircuito, un amplificador. La red puede ser cableada o inalámbrica; la información va directamente a la computadora. Una persona hace un esfuerzo mental, los cambios en los potenciales de su cerebro son monitoreados, clasificados y descifrados. Después del reconocimiento y la clasificación, la información se envía a los dispositivos apropiados: manipuladores.

Otro movimiento es la socialización de pacientes con trastornos motores y del habla. En el proyecto Neurochat, se coloca una matriz con letras frente al paciente. Sus columnas y filas están resaltadas, y si la selección cae en la línea que la persona necesita, el electroencefalograma muestra una reacción ligeramente diferente. Lo mismo ocurre con la columna, y en la intersección se encuentra la letra que necesita la persona. La fiabilidad del sistema en este momento es del 95%. Era necesario asegurarse de que el paciente simplemente se conectara a Internet y realizara cualquier tarea, por lo que no solo se agregaron letras a la matriz, sino también íconos que denotan ciertos comandos. Recientemente, se construyó un puente entre Moscú y Los Ángeles: los pacientes de las clínicas locales pudieron establecer contacto a través de la correspondencia.

El último desarrollo en el campo de los contactos con el cerebro son los grupos neurosimbióticos, que no están controlados por letras, sino por las células de memoria de una máquina. Si tomamos ocho celdas, o un byte, entonces con dicho contacto podemos seleccionar una de las celdas y escribir una unidad de información allí. Por lo tanto, nos comunicamos con la computadora, escribiendo el mismo "40265" en ella. Las celdas contienen tanto los valores que deben operarse como los procedimientos que deben aplicarse a estas celdas. Entonces, sin invadir el cerebro, pero desde su superficie, puede operar una computadora. Los científicos de materiales idearon un cable muy delgado, de cinco micrones, aislado en toda su longitud, y se colocaron sensores de potencial eléctrico en sus nodos. El alambre es muy elástico: se puede arrojar sobre un objeto con cualquier relieve y así recoger un campo eléctrico de cualquier superficie, la más pequeña. Esta malla se puede mezclar con el gel, poner la mezcla en una jeringa e inyectarla en la cabeza del ratón, donde se enderezará y se asentará entre los lóbulos del cerebro. Pero la mezcla no puede ingresar al cerebro en sí, por lo que la nueva idea es inyectar una malla en el cerebro cuando recién comienza a formarse, en la etapa embrionaria. Entonces estará en la masa del cerebro y las células comenzarán a crecer a través de él. Entonces obtenemos un cerebro blindado con un cable. Tal cerebro puede descubrir rápidamente en qué área es necesario cambiar el potencial de la computadora para realizar ciertas tareas o escribir información en sus células, porque interactúa con los electrodos desde el nacimiento. Y este es el contacto total.