[[{"type":"media","view_mode":"media_large","fid":"57","attributes":{"alt":"","class":"media-image","height":"300","style":"width: 300px; height: 300px; margin: 10px 20px; float: left;","typeof":"foaf:Image","width":"300"}}]]Jaan Aru lõpetab doktorantuuri Max Plancki Instituudis Frankfurdis ja uurib teadvuse neuroloogilist olemust: kuidas aju töötab ja psühholoogidele-psühhiaatritele vaadeldavat väljundit loob. Ta oli lahkelt nõus andma „Algernonile“ intervjuu oma valdkonnaga seotud tehnoloogiate kohta, mida kohtab väga sageli moodsas ulmekirjanduses.
Kristjan Sander: Üks moodsast infotehnoloogiast mõjutatud ulmekirjanduse nn. suuri teemasid on transhumanism - inimvõimete viimine uuele tasemele, eluea pikendamine ja üldse inimliigi moondamine millekski praegusest palju vastupidavamaks, võimekamaks ja jõulisemaks tehnoloogia abil. Ilmselt kõige radikaalsem lahendus on riistvaralise platvormi vahetus - inimteadvuse kolimine arvutisüsteemi.
Nii näiteks kirjeldab Austraalia tõsiteadusliku ulme (hard science fiction) autor Greg Egan oma loos "Wang's Carpets" (1995) digitaalset ühiskonda, milles on kaotanud tähtsuse kõikvõimalikud meie praeguse keskkonna või bioloogiaga seotud faktorid: ennast visualiseeritakse teistele mistahes väliskujul, omavahel rääkida võib ükskõik mis keeles, sest kõigi kõnet vahendab täiuslik automaattõlge, muudetav on ka teadvusprotsesside kiirus (osa kodanikke on leidnud, et neile meeldib mõelda ühes rütmis tähtede näiva liikumisega) ja nii edasi. Alastair Reynolds kirjutab nii meie praeguste kehade täiustamisest kõiksugu tehnoloogiliste ja ajuga otse ühendatud abivahenditega kui ka nn. infosurma probleemist kriminullivõtmes ("Glacial", 2001). Charles Stross lahendab oma "Ruuteris" (2002) mehitatud süvakosmoselennu nii, et lendab väikese massiga arvuti, kuhu on kopeeritud hulga inimeste teadvused, kellele siis luuakse seal illusioon, et nad elavad tavapärasele lähedases keskkonnas, külastavad baare jne.
Kui ma õigesti aru saan, siis tehnoloogiliselt on siin kaks suurt probleemideringi.
Esiteks inimaju kaardistamine sellisel tasemel, et oleks võimalik salvestada iga individuaalse isiksuse omadusi, iseloomu, mälu jne. Mul on jäänud mulje, et meie praeguse teadmise juures aju toimimisest tähendab see kogu aju kaardistamist nanomeetri täpsusega. See suurusjärk on praegu saavutatav elektrontomograafia abil, kui uuritakse väga õhukesi materjalilõike, aga uuritavat objekti lõhkumata peaks veel mitu suurusjärku puudu jääma.
I
Kristjan Sander: Kas arusaam, et ajus talletatud informatsiooni kopeerimiseks on aju kaardistamise vajalik täpsus põhimõtteliselt nanomeetri suurusjärgus, on praeguse teadmise juures ajuehitusest ja selle tööst õige?
Jaan Aru: Arvatakse, et see, kes me oleme, on kirjas ajurakkude omavaheliste ühenduste rägastiku täpses arhitektuuris. Meie teadmised ja isiksus, meie vaimne olemus on kirjutatud närvirakkude ühenduste mustritesse. Hinnatakse, et inimajus võiks olla umbes 100 miljardit närvirakku. 1 üheteistkümne nulliga, ehkki mõni allikas annab ühe nulli rohkemgi. Iga närvirakk on ühenduses keskmiselt 10 000 teise närvirakuga. Seega on ühenduste arv närvirakkude vahel hiiglaslik – 1 viieteistkümne nulliga (ja jällegi, mõni null ees või taga…). Lisaks on oluline mitte ainult ühenduse olemasolu, vaid ka selle tugevus. See ühenduste rägastik oleks tõesti üsna adekvaatselt esitatav nanomeetri resolutsiooni korral, niisiis eeldusel, et seda täpset mustrit (ühendusi ja nende tugevust) kopeerides saaksime kopeerida inimese vaimset olemust, oleksime rahuldatud.
Samas, mulle näib, et see eeldus, et kogu vajalik informatsioon on olemas neuronite ühenduste täpses arhitektuuris, on ekslik. On kaks suurt põhjust, mis seda arvamust toetavad.
1) Iga neuron ise on väga keeruline bioloogiline masinavärk. Neuronid ei ole mitte seest tühjad torud, vaid täis igasugu molekulaarseid vidinaid, mille olulised detailid on tihtipeale väiksemad kui nanomeeter. Seega kopeerides neuronite ühenduste mustri, ei juhtu midagi, sest need neuronid, mis on küll omavahel täpselt ühendatud, ei tee midagi adekvaatset, kui see, mis on pandud nende sisse, pole bioloogiliselt korrektne.
2) Neuronite ja nende ühenduste vaheline ruum ei ole tühi, vaid seal liiguvad ioonid ja mitmed keemilised ühendid, mille suurus jääb ka alla nanomeetri resolutsiooni.
Seega, inimese aju kopeerimiseks ei piisa nanomeetri resolutsioonist - sellise koopia võib teha, kuid tal ei oleks seesama vaimne olemus.
Kristjan Sander: Kas ühenduste tugevus tähendab retseptorite arvu...?
Jaan Aru: Sünapsid võivad olla erineva suurusega, aga jah, üldjuhul on suurus otseselt seotud ka retseptorite arvuga.
Kristjan Sander: Teatavasti pakub mitu USA firmat teenust, et külmutada kas inimene tervikuna või tema pea, lisades kemikaale, mis peaks vältima jääkristallide teket. Kui ma ühele kirjutasin ja küsisin, miks ma peaksin maksma talle 100 000 dollarit, kui tulevikus on võimalik ajusisu tomograafi abil lugeda, siis ta vastas mulle, et see saab võimalikuks alles 20 aasta pärast. Ilmselt vastu tema ootusi pidasin seda väga optimistlikuks hinnanguks :)
Kas praegu on põhimõtteliselt võimalik säilitada aju nii, et jäävad alles kõik sünapsid ja nende ühendused, lootuses, et kunagi tulevikus õnnestub informatsiooni paremini lugeda? Näiteks keemilise prepareerimise, külmutamise vms. teel? See tähendab, ajusurmaga kaasnevat infokadu (infosurma, http://en.wikipedia.org/wiki/Information-theoretic_death) vältida?
Jaan Aru: Ma jällegi ei ole kindel, kas sünapsitest ja ühendustest piisab. Või täpsemalt, ma olen üsna kindel, et ei piisa. See külmutamise metodoloogia peab säilitama ka rakumembraanil olevad retseptorid, palju rakusisestest mehhanismidest ja tegelikult ka rakuvälise keskkonna. Ühte ja seda sama aju on võimalik viia ekstaasi, erutusse või hoopis tahte puudumisse ja depressiooni, muutes pelgalt aju keemilist keskkonda. Seega ma oleks skeptiline selles suhtes, kas need 100 000 dollarit või rohkemgi maksnud külmutatud või konserveeritud inimesed kunagi enam tööle hakkavad. Aga täpsustamiseks peaksin vaatama neid keemilisi meetodeid, mida konserveerimisel on kasutatud.
Kristjan Sander: Alcor kirjeldab oma koduleheküljel "uut tehnoloogiat", mis aga näib olevat juba 9 aastat vana: http://www.alcor.org/Library/html/newtechnology.html#ref
Jaan Aru: Tegelik, inimestele oluline katse oleks muidugi see, kui sellised firmad viitaksid katsele, kus loom on mingi meetodiga külmutatud ja pärast, nt paar aastat hiljem, "üles sulatatud", kusjuures tema omadused on jäänud samaks (nt hiire või roti puhul saab mõõta nii nende intelligentsi kui ka isiksust). Kas midagi taolist on tehtud?
Kristjan Sander: Ei ole ja selle eest on isegi auhind välja pandud: http://www.brainpreservation.org/content/technology-prize . Summa on muidugi naeruväärselt väike.
Kristjan Sander: See, mis moodustab inimisiksuse, on väga vana filosoofiline küsimus. Transhumanistid pööravad tähelepanu eelkõige mälule ja vähem kõiksugustele muudele asjadele (väärtushinnangud, kognitiivsed võimed jne). Muidugi võib juba siis, kui kõik inimesed varustada näiteks täiuslike meelte ja 100% usaldusväärse ning täies ulatuses kättesaadava mälusisuga, kaduda ka hulk individuaalseid tunnuseid. Mulle isiklikult tundub, et ka näiteks inimese positsioneerumisel kasvõi religiooni suhtes võib ju olla mingisugune ajukeemiline taust, rääkimata temperamendist jms., mida on psühhofarmakonidega väga otseselt võimalik mõjutada. Samas võib arvata, et väga paljud inimesed eelistaksid äkilist uskupöördumist surmale, rääkimata pidevast purjusolekust, mis näib mõne jaoks lausa elu eesmärk olevatki.
Kui nüüd rääkidagi rohkem mälust, siis kas seda, kas neuronite sees olevate struktuuride olekud säilitavad ka mälusisu, veel keegi ei tea? Või võib siiski arvata, et mälusisu säilitamiseks piisab neuronite ühenduste salvestamisest?
Jaan Aru: Arvatakse, et mälestused on tõepoolest kirjas ühenduste mustris (millised neuronid on milliste teistega seotud ja kui tugev on ühendus). Minu eelneva jutu iva oli, et see ühenduste muster ise ei tee mitte midagi, kui tema jupid - neuronid - ei tööta nii nagu tarvis oleks. Võib muidugi argumenteerida, et võiks kopeerida ühenduste mustri ja küllap mingil hetkel on neuronist piisavalt hea mudel, et see muster asjalikult käima panna, aga probleem on selles, et neuronid on seest üsna erisugused - st ikkagi peab kopeerima ka neuronite sisu.
Kristjan Sander: Kas see neruonite sisu on tüpiseeritav või mitte? St. kas kunagi võib piisata tuvastamisest, et mis tüüpi neuroniga tegu on? Või siis arenevad nad ikka nii individuaalseks, et tõesti peab iga üksiku neuroni mingi suurte molekulidega võrreldavas mõõtkavas ära kirjeldama?
Jaan Aru: Mõned dekaadid tagasi arvati veel, et neuroneid on kümmekond tüüpi, nüüdseks pakutakse tuhandet, aga õiget arvu ei tea keegi. Aga mikrotasandil jääb iga neuron täitsa erisuguseks, sest see, millised retseptorid, kui palju ja kus täpselt on, ei ole kirjas ei geenides ega ühendustes, vaid on mõjutatud mõlemast elu ajal läbielatu valguses. Mulle näib, et retseptorite asetus, kombinatsioon jne on meie isiksuse ja teadmiste kandmisel oluline muutuja.
Nagu kirjutasin, siis sünapsi suurus on muidugi seotud retseptorite arvuga, kuid retseptoreid on erinevat tüüpi ka samal sünapsil. Mulle näib, et nanomeetri resolutsioonist ei piisaks retseptorite tüübi määramiseks, aga äkki on sellele määramatuse probleemile olemas mingid tehnoloogilised lahendused. Lisaks peaksin ma korra uurima ja mõtlema, kas raku sees on veel mingeid väikeseid vidinaid, mis võiksid reaalselt olla mälu kandjateks. Kuna me täpselt ei tea, kuhu ja kuidas keerulised mälusisud salvestatud on, siis tuleb avatud olla igasugu võimalustele.
II
Kristjan Sander: Teiseks on suur küsimus, millega sinagi tegeled, teadvuse jm. ajufunktsioonide neuroloogilised korrelaadid: see tähendab, et kuidas aju töötab ja psühholoogidele-psühhiaatritele vaadeldavat väljundit loob. Kui meil peaks ka praegu olema väga täpselt kaardistatud inimaju, siis oleks see lihtsalt hunnik andmeid, millega me hetkel oskame vähe peale hakata. Me ei teaks kaugeltki piisavalt, et selle aju tööd arvutis simuleerida ja sealt algse inimesega äravahetamiseni sarnast (st. Turingi testi läbivat) väljundit saada.
Jaan Aru: Nõus. Muidugi võib argumenteerida, et kui meil oleks molekulideni täpne koopia, siis seda probleemi poleks :) Aga nanomeetri täpsusega tomograafia andmete korral kohtume selle probleemiga, mida Sa siin lühidalt mainid ja mida ma ülevalpool pikemalt kirjeldasin.
Kristjan Sander: Kas ma saan õigesti aru, et rääkimata sellest, et me ei tea, kuidas seda teha, ei tea me ka seda, kui kaugel me niisugusest teadmisest oleme?
Jaan Aru: 100% nõus. Mõned optimistid arvavad, et 15 aastat, mõned vastavad, et 100 ja kolmandad, ka mina, ütleks, et tulevikku on raske ennustada.
Kristjan Sander: Tulles tagasi Charles Strossi kosmoseaparaadi juurde: kas on liiga pessimistlik arvata, et kosmoseaparaat, mis suudab elusaid lihast ja luust inimesi Päikesesüsteemist välja sõidutada ja tagasi tuua, võib meile olla tegelikult tehnoloogiliselt kättesaadavam kui tema variant?
Jaan Aru: ;) Sõnastasid selle ise üsna hästi. Saab olema põnev vaadata, kummas valdkonnas - kas mehitatud kosmoselendude arendamises või inimteadvuse üleslaadimises – järgmiste dekaadide jooksul kiiremini edasi liigutakse.
Kristjan Sander: Teiselt poolt: on ju olemas Blue Brain Project (http://bluebrain.epfl.ch/), mis töötab imetaja (lõppeesmärgina inimese) aju arvutisimulatsiooni suunas ja BBP pole maailmas ainuke niisugune üritus. Tegemist pole käputäie fantastidega, vaid väga soliidse rahvusvahelise projektiga, mis sai Euroopa Komisjoni CORDIS'e Flagship projekti staatuse (taotles koos veel 5 väga visionäärse projektiga: http://cordis.europa.eu/fp7/ict/programme/fet/flagship/6pilots_en.html), mis tähendab miljardit eurot. Kas sa oskad või saad kommenteerida BBP senist edu ja väljavaateid?
Jaan Aru: Nii BBP kui ka CORDISe raha taotlev Human Brain Project on mõlemad väga suurejoonelised ettevõtmised, mille puhul ongi oodata erinevaid arvamusi. Olen mitmete ajuteadlaste suust kuulnud austusavaldusi projekti läbiviijate suunas ja lootust, et me sellest tõepoolest midagi õpime. Kuid samamoodi olen kuulnud ka kahtlusi - mida me tegelikult teada saame? Kas see projekt on mõistlik? Arutletakse, et 1 miljardi euro eest, mida HBP taotleb, saaks ju teha väga palju väga head ajuteadust. Küsitakse, mida annab terve aju mudeli kokkupanek - me ikkagi ei saaks aru, kuidas ta töötab.
III
Kristjan Sander: Kokkuvõtteks võiks siis öelda, et vähemalt praegu me ei tea kindlalt ei seda, mis resolutsiooniga tuleks aju üles pildistada, et selles sisalduv info säiliks, ei seda, kuidas seda teha ega sedagi, mida sellise ülespildistatud ajuga peale hakata. Info lugemisel jääb ilmselt vajaminevast täpsusest suurusjärk või rohkem puudu ka siis, kui uuritav objekt liistakuteks lõigata, mis vaevalt et kõlbab.
Järelikult on üsna kahtlased ka nende inimeste väited, kes lubavad aju säilitamist nii, et sellest saaks kunagi isiksuse koos tema mälestuste ja muuga taastada. Kes tahab, võib neid uskuda, aga mulle kui arheoloogile tundub, et tegu on taaskord ühe ekslusiivse matmisviisiga. Võib-olla pole päris meelevaldne otsida sarnasusi Vana-Egiptuse arusaamaga, et inimese hing elab edasi seni, kuni säilib keha ning sellest tulenevate balsameerimise ja suurt tööd nõudvate hauakambritega.
Suur tänu põhjalike vastuste eest! Lõpuks üks lihtsakoelisem küsimus: kas su välismaa kolleegid teavad, et sa oled üks väheseid teadlasi, kelle nimeks oma uurimisobjekt?
Jaan Aru: Vahel mõni kolleeg ei saa esialgu päris täpselt aru, miks ma uurin teadvust ja seda, kuidas meie vaimne olemus ajuga seotud on, kuid mu perekonnanime tõlget kuuldes on kohe kõik selge :).