Poznání našeho mozku má své limity, stále však postupujeme kupředu

Chápání fungování lidského mozku roste den za dnem. Zároveň je ale z množství nových dat stále zjevnější, že nestačí jenom sledovat mozek ve stále větších detailech – je třeba ony detaily také správně zasadit do kontextu. A v tom má neurověda stále určité mezery, shodují se její zástupci. Naštěstí se na obzoru rýsuje možné řešení.

Vím, že nic nevím

Výzkum lidského mozku za poslední desetiletí učinil nezměrný skok kupředu. Jen v posledních letech došlo na rapidní nárůst praktických možností mozkových implantátů. Paraplegici, tedy lidé s omezenou či žádnou pohybovostí, například díky mozkovým implantátům a strojovému algoritmu „tlumočícímu“ mozkovou aktivitu počítači dovedou snadno ovládat kurzor myši a brouzdat po internetu. Jinak řečeno: komunikovat s vnějším světem.

Přesto neurochirurgové upozorňují, že v našem chápání tajů lidského mozku stále kloužeme po povrchu. Ačkoliv se totiž řádově zvyšují znalosti toho, jak mozek funguje, stále neznáme odpovědi na základní existenciální otázky, tedy kde sídlí vědomí a co jej vlastně tvoří.

Výzkumníci jsou dnes schopni sebrat obrovské množství dat o mozkové činnosti či pozorovat nejjemnější procesy v akci. Neznamená to však, že máme dokonalý přehled o tom, co vše mozek dělá – ba naopak, stále existuje mnoho mechanismů, které čekají na objasnění. Již nyní však vědci studující data musejí procházet miliardy stránek zaznamenaných dat!

Nečiní tak samozřejmě sami – pomáhají jim s tím počítače. Navzdory tomu je ale evidentní, že bude potřeba sebrat další triliony údajů anebo budeme muset při studování mozku sáhnout po nových, teprve se rodících metodách. Které by to mohly být?

Jen tak mít mapu

Abychom pochopili fungování mozku včetně tajů s tím spojených, bude třeba nejenom znát detailní operace na té nejmenší škále – ale také mít „globální“ pohled na činnost mozku. Rostoucí obor konektomika se snaží právě o to. Cílem je vytvořit jakousi mapu mozkové aktivity, která by mohla vystopovat, které neurony vykonávají jakou činnost, a postupně vytvořit model toho, co jejich aktivace při různých úkonech znamená.

Jde o sisyfovský úkol. Odhaduje se, že podobná kompletní mapa mozku myši může zabrat 2 Eb (exabyte) dat. To jsou 2 miliardy Gb (gigabyte) nebo také 2 miliony Tb (terabyte). Pokud máte doma počítač s 1 Tb diskem, vynásobte si jej milionem – a začíná být evidentní, o jak náročný úkol jde. Myší mozek přitom obsahuje kolem 70 milionů neuronů, ten lidský však až kolem 100 miliard neuronů.

Na druhou stranu, podobně gargantuovsky vypadaly ještě zkraje 90. let snahy o zmapování lidského genomu. Dnes však nejenže máme naši DNA již poměrně dobře prošmejděnou, ale probíhají i podobné mapovací projekty také u dalších druhů. Původní odhady, podle nichž by zmapování lidské DNA mělo zabrat desítky let, se přitom díky lepšící se sekvenovací technologii nakonec ukázaly být přehnané.

Je tak možné, že i stále lepší neurovědecké technologie nám můžou kompletní mapu propojenosti lidského mozku doručit také dříve – snad do dvou desetiletí. Ačkoliv technologie, které by mohly konektomiku nakopnout, jsou do značné míry stále jenom teoretické, několik slibných možností se již začíná ukazovat.

Cesta do nitra duše

Především se v poslední dekádě prudce zlepšily možnosti takzvané optogenetiky. Ta v zásadě u myší díky genové manipulaci a optickým kabelům dovede „zapínat“ a „vypínat“ jednotlivé neurony jako na povel. Nejde přitom o žádnou humpoláckou techniku. Nejnovější snahy výzkumníků dovedou precizně cílit na desítky neuronů najednou, v budoucnu by pak mohla přijít i možnost aktivace milionů neuronů – a tudíž i snazší mapování jejich role.

Optogenetika je však ze zjevných důvodů nepraktická pro užití na lidech. Nové mikroimplantáty, které slibuje například společnost Neuralink miliardáře Elona Muska, by ale mohly přinést zajímavé možnosti i pro náš druh. Ačkoliv Muskem vyhlížené nanoelektrody tenké jako vlas budou pro mapování neuronů stále příliš obecným nástrojem, i zde by časem mohly dorazit vhodnější alternativy. Půjde přitom o nezbytný dílčí krok v dalším mapování mozku.

Nakonec nám však možná pomůže definitivně rozlousknout taje mozku, a tak snad i definici vědomí technologie, od které by to zřejmě nikdo tak úplně nečekal – umělá inteligence. Již dnes neurovědci potřebují strojové algoritmy pro řádnou filtraci nasbíraných dat. V budoucnu by ovšem lepší a rychlejší systémy umělé inteligence mohly mnohem lépe hledat uvnitř mozkových map jednotlivé vzorce, a tak snad i napomoct našemu chápání sebe sama.

Je to však částečně podmíněno tím, že i umělá inteligence se bude nadále zlepšovat. Ačkoliv odborníci přesně to čekají, zaručeno to není. Může se ukázat, že dalšímu zlepšování umělé inteligence brání právě to, že neznáme detaily chápání lidského mozku. Výsledná situace by mohla připomínat slavnou Hlavu 22, jelikož nebudeme moct pochopit naše vlastní mozky, když nebudeme moct sestavit lepší strojová učení.

Snad se takovým scénářům věda v budoucnu vyhne. Zatím se zdá, že neurovědce čeká v příštích dvaceti letech tolik objevů, že vedle nich bude minulá dekáda blednout údivem!

Je nakonec samozřejmě otázkou, co vše člověk s potenciálně nově nabytými znalostmi o sobě samotném bude dělat. Na jednu stranu se nabízí možnosti léčit psychologické a psychiatrické poruchy snadno a rychle – či dokonce odemknout novou éru učení a potenciálu naší mysli. Na stranu druhou, jakmile bude mozek otevřenou knihou, nabídne se nejen lékařům, ale i diktátorům tolik nových možností ovládání mysli, až nad tím rozum doslova zůstává stát.

Text: Ladislav Loukota