(1) Μηχανές ανάγνωσης της σκέψης. (2) Περί των ορίων της νευροαπεικονιστικής τεχνολογίας.


 1 

    Μηχανές ανάγνωσης της σκέψης.  

H κατασκευή μηχανών που θα μας επέτρεπαν να γνωρίζουμε με ασφάλεια τι έχει στο μυαλό του ή τι σκέφτεται ένας άνθρωπος αποτελεί, μέχρι σήμερα, άπιαστο τεχνολογικό όνειρο, ένα είδος «Ιερού Γκράαλ» για τη σύγχρονη τεχνοεπιστήμη.

Χάρη όμως στις νέες νευροαπεικονιστικές τεχνικές (τομογραφία εκπομπής ποζιτρονίων, λειτουργική μαγνητική τομογραφία κ.ά.), είναι πλέον εφικτός ο εντοπισμός και η ανάλυση των εγκεφαλικών δομών που εμπλέκονται και τελικά παράγουν την ανθρώπινη σκέψη.

Εκεί που οι πανάρχαιες μαντικές πρακτικές αποτυγχάνουν παταγωδώς, οι πιο πρόσφατες τεχνικές «ανάγνωσης» του ανθρώπινου εγκεφάλου αποδεικνύονται πολύ πιο αποτελεσματικές, γνωστικά παραγωγικές και βιοϊατρικά επωφελείς.

Σε πολλά άρθρα αυτής της στήλης έχουμε αναφερθεί στις τεχνικές νευροαπεικόνισης (neuroimaging), χωρίς ωστόσο να παρουσιάσουμε αναλυτικά τις προϋποθέσεις και τις εφαρμογές αυτής της τεχνολογίας στην έρευνα του εγκεφάλου και του νου.

Για να διορθώσουμε αυτή την παράλειψη, θα αφιερώσουμε μια σειρά από άρθρα σχετικά με το παρόν και το μέλλον αυτών των ανατρεπτικών τεχνολογικών εξελίξεων.

Οι νέες τεχνικές απεικόνισης των μαιάνδρων 
και των λειτουργιών του εγκεφάλου

O ανθρώπινος εγκέφαλος είναι μια βιολογική μηχανή που αποτελείται από περίπου 100 δισεκατομμύρια νευρώνες και άλλα τόσα νευρογλοιακά κύτταρα, χάρη στις μεταξύ τους συνάψεις οι νευρώνες σχηματίζουν μέσα στο κεφάλι μας ένα τόσο πολύπλοκο δομικά και λειτουργικά δίκτυο που ο Παγκόσμιος Ιστός, το πλανητικό Διαδίκτυο, ωχριά μπροστά του.

Στην προσπάθειά τους να κατανοήσουν την πολυεπίπεδη οργάνωση και τη λειτουργία αυτού που δικαίως περιγράφεται ως η πιο περίπλοκη δομή στο γνωστό μας Σύμπαν, οι νευροεπιστήμονες χρησιμοποίησαν, κατά καιρούς, διάφορα επεμβατικά τεχνάσματα.

Εκτός από τις παραδοσιακές μεθόδους της ανατομικής και κυτταρικής ανάλυσης, οι ερευνητές, κατά τον εικοστό αιώνα, κατέφυγαν σε νέες συμπληρωματικές μεθόδους ανάλυσης της ηλεκτρικής και της βιοχημικής-μεταβολικής δραστηριότητας του εγκεφάλου συνολικά όσο και των επιμέρους νευρώνων που τον συγκροτούν.

Χάρη σε αυτές τις καινοτόμες τεχνικές έγινε εφικτός όχι μόνο ο ακριβής τοπολογικά αλλά και λειτουργικά εντοπισμός -ακόμη και σε επίπεδο μεμονωμένων κυττάρων!- των βασικών εγκεφαλικών μηχανισμών και των μικροδομών που τους στηρίζουν.

Πρόκειται για μια σημαντική καμπή που θα επιτρέψει, πρώτη φορά, την τεκμηριωμένη συσχέτιση μεμονωμένων νευρωνικών κυκλωμάτων με σύνθετες εγκεφαλικές λειτουργίες.

Μια καινοφανής -μεθοδολογικά και θεωρητικά- προσέγγιση των εγκεφαλικών και των νοητικών φαινομένων που, κατά το δεύτερο ήμισυ του εικοστού αιώνα, θα οδηγήσει στην ανάδυση νέων διεπιστημονικών κλάδων: από τις Νευροεπιστήμες μέχρι τις Γνωσιακές Επιστήμες και από τη Βιοπληροφορική μέχρι τη Νευροτεχνολογία.

Εκτοτε, ο εγκέφαλος δεν θεωρείται πλέον ένα αδιαπέραστο «μαύρο κουτί» αλλά η «μηχανή του νου», η δομή και οι λειτουργίες της οποίας είναι τεχνολογικά προσπελάσιμες.

Παλαιότερες τεχνικές χαρτογράφησης

Στις αρχές του προηγούμενου αιώνα, στην προσπάθειά τους να κατανοήσουν τις βασικές δομές και τις λειτουργίες του ανθρώπινου εγκεφάλου, οι ερευνητές χρησιμοποίησαν την Ακτινογραφία μέσω ακτίνων Χ.

Επειδή, όμως, αυτές οι πρώτες ακτινογραφικές προσπάθειες δεν τους επέτρεπαν να διακρίνουν τις εγκεφαλικές μικροδομές, κατέφυγαν στην αγγειογραφία που τους προσέφερε μια πιο ακριβή περιγραφή των αγγειακών δομών και της κυκλοφορίας του αίματος μέσα σε αυτές.

Απογοητευμένοι από τα πενιχρά αποτελέσματα των παραπάνω τεχνικών, ορισμένοι ερευνητές δοκίμασαν μια πιο ευφάνταστη τεχνολογική «λύση», τον Πολυγράφο.

Πρόκειται για μια ξεχασμένη, σήμερα, ανακριτική πολυμηχανή, που υποτίθεται ότι ήταν σε θέση να ανιχνεύει το αν κάποιος ή κάποια ψεύδεται ή λέει την αλήθεια από ορισμένες σωματικές αντιδράσεις του/της.

Αυτό επιτυγχάνεται προσαρτώντας στο σώμα του ανακρινόμενου τρεις διαφορετικές συσκευές: έναν πνευμονογράφο, που καταγράφει κάθε μεταβολή στην αναπνοή και την κίνηση χάρη σε δύο ελαστικούς πνευμονογραφικούς σωλήνες που τοποθετούνται γύρω από το στέρνο και την κοιλιά του υποκειμένου.

Δύο πλάκες γύρω από το μεσαίο δάχτυλο και τον δείκτη του χεριού, που ανιχνεύουν τις γαλβανικές αντιδράσεις της επιδερμίδας κατά τη διάρκεια της εξέτασης. Και έναν καρδιοσφυγμογράφο, που καταγράφει τις μεταβολές της καρδιακής συχνότητας και της πίεσης του αίματος.

Ομως, η μεγάλη διάδοση που γνώρισε, κατά το παρελθόν, αυτή η μηχανή ως «ανιχνευτής του ψεύδους» δεν συνάδει ούτε με την αποτελεσματικότητα ούτε με τη φήμη της.

Κι αυτό, γιατί οι φυσιολογικές παράμετροι που καταγράφει εξαρτώνται από το αυτόνομο νευρικό σύστημα, η ενεργοποίηση του οποίου σχετίζεται ελάχιστα ή και καθόλου με τη συνειδητή επιλογή του να ψεύδεται κανείς.

Μια διαφορετική και πολλά υποσχόμενη «λύση» στα τεχνολογικά αδιέξοδα της μελέτης του εγκεφάλου ήταν η υιοθέτηση από τους νευρολόγους-φυσιολόγους της Ηλεκτροεγκεφαλογραφίας: τοποθετώντας πολλά ηλεκτρόδια-αισθητήρες στην επιφάνεια του κεφαλιού μπορούσαν μέσω των ηλεκτροεγκεφαλογραφημάτων να καταγράφουν και να αναλύουν κάθε μεταβολή της ηλεκτρικής δραστηριότητας του εγκεφαλικού φλοιού.

Ετσι, διαπίστωσαν ότι διάφορα εξωτερικά ερεθίσματα (π.χ. φωτογραφίες, λέξεις ή αντικείμενα) προκαλούν διαφορετικά πρότυπα ενεργοποίησης σε διαφορετικές περιοχές του εγκεφάλου φλοιού, η δραστηριότητα των οποίων καταγράφεται καταλεπτώς και εντοπίζεται επακριβώς μέσω του ηλεκτροεγκεφαλογραφήματος (ΗΕΓ).

Η καταγραφή του συνόλου των ηλεκτρικών σημάτων που παράγονται σε κάθε περιοχή αντιστοιχεί στη δραστηριότητα των νευρώνων σε διαφορετικές εγκεφαλικές καταστάσεις (π.χ. στα στάδια του ύπνου και στην εγρήγορση) και σε διαφορετικές νοητικές δραστηριότητες (π.χ. οπτική ή ακουστική αντίληψη, μνημονική ανάκληση, μάθηση).

Ομως, παρά την τεράστια συμβολή της ηλεκτροεγκεφαλογραφίας στην κατανόηση της οργάνωσης και επικοινωνίας των νευρώνων, αυτή η τεχνική δεν μας επιτρέπει να έχουμε μια σαφή εικόνα του συνόλου των δομών και της σπονδυλωτής λειτουργίας του εγκεφάλου.


Τα υπολογιστικά πορτρέτα της εγκεφαλικής ανατομικής

Για να αποκτήσουν ακριβέστερη εικόνα των εγκεφαλικών δομών οι νευρολόγοι κατέφυγαν, τη δεκαετία του 1970, στην Αξονική Υπολογιστική Τομογραφία (CT scan). Μια μη επεμβατική ακτινολογική τεχνική που βασίζεται στην εκπομπή μιας στενής δέσμης ακτίνων Χ που διαπερνούν τον εγκέφαλο και συλλέγονται από μια διάταξη ευαίσθητων ανιχνευτών που περιστρέφονται γύρω από το κεφάλι λαμβάνοντας, από διαφορετικές γωνίες, μια σειρά ακτινογραφιών.

Κατόπιν, ένα υπολογιστικό πρόγραμμα συνδυάζει όλες αυτές τις ακτινογραφίες που απεικονίζουν στατικά τις διαφορές στην πυκνότητα του εγκεφαλικού ιστού, δηλαδή τις διαφορές ανάμεσα στις λεπτές τομές ή «φέτες» ιστού που αναλύονται από το υπολογιστικό πρόγραμμα του αξονικού τομογράφου.

Η απεικονιστική τεχνική της αξονικής τομογραφίας επέτρεψε στους ειδικούς να διακρίνουν σαφώς τα όρια της φαιάς από τη λευκή ουσία του εγκεφάλου, ενώ η διακριτική της ικανότητα τους επέτρεψε, πρώτη φορά, να διακρίνουν οπτικά και τοπολογικά πολλές βασικές δομές και να εντοπίζουν επακριβώς πιθανές κακώσεις ή όγκους στον εγκεφαλικό ιστό.

Ομως η διακριτική ικανότητα και η ανατομική ευκρίνεια αυτής της τεχνικής δεν είναι επαρκείς για τη λεπτομερέστερη απεικόνιση των μικροδομών του εγκεφάλου. Γεγονός που οδήγησε, την επόμενη δεκαετία, στην επινόηση μιας πραγματικά επαναστατικής τεχνικής νευροαπεικόνισης.

Ετσι, τη δεκαετία του 1980, θα κάνει την εμφάνισή της η Μαγνητική Τομογραφία (MRI), μια πραγματικά μη επεμβατική τεχνική απεικόνισης των εγκεφαλικών δομών που διαθέτοντας μεγαλύτερη διακριτική ικανότητα από την αξονική τομογραφία μπορεί να αποκαλύπτει πιστότερα τις μικροδομές του εγκεφάλου, συμβάλλοντας αποφασιστικά στην ανατομική χαρτογράφησή τους.

Οι εικόνες του εγκεφάλου προκύπτουν από τη δημιουργία ενός ισχυρού μαγνητικού πεδίου που δημιουργείται από έναν ισχυρό μαγνήτη που βρίσκεται πίσω από τα τοιχώματα του κυλινδρικού σαρωτή (scanner).

Το μαγνητικό πεδίο που δημιουργείται στο εσωτερικό του σαρωτή είναι 30.000 έως 80.000 φορές ισχυρότερο από το μαγνητικό πεδίο της Γης και οι σύντομοι αλλά ιδιαίτερα ισχυροί μαγνητικοί παλμοί που δημιουργούνται στο εσωτερικό του σαρωτή υποχρεώνουν τους πυρήνες των ατόμων που υπάρχουν στον εγκεφαλικό ιστό να συντονιστούν, δηλαδή να ευθυγραμμιστούν, πρόσκαιρα, με το ισχυρό μαγνητικό πεδίο, με αποτέλεσμα να αλλάζει η συχνότητα περιστροφής των πυρήνων αυτών των ατόμων.

Μόλις σταματά ο ισχυρός μαγνητικός παλμός, οι πυρήνες των ατόμων επιστρέφουν στην αρχική τους συχνότητα περιστροφής εκπέμποντας πολύ μικρές ποσότητες ενέργειας, υπό τη μορφή μαγνητικών σημάτων, τα οποία καταγράφονται από τους ειδικούς ανιχνευτές του σαρωτή.

Και επειδή η επαναφορά των ατόμων στην αρχική τους κατάσταση γίνεται με διαφορετικές ταχύτητες, δημιουργούνται διαφορετικά «αποτυπώματα» των ιστών.

Συνήθως, οι συσκευές μαγνητικής τομογραφίας χρησιμοποιούν ανιχνευτές που συντονίζονται μόνο με τα μαγνητικά σήματα που εκπέμπουν οι πυρήνες του υδρογόνου, δηλαδή του βασικού συστατικού του ύδατος.

Συνεπώς, αυτές οι απεικονίσεις βασίζονται στην πυκνότητα και την κατανομή του ύδατος στους εγκεφαλικούς ιστούς.

Δυστυχώς, αυτό το ιδιοφυές τέχνημα δεν μας διαφωτίζει καθόλου για τις λειτουργίες και τις αλληλεπιδράσεις των εγκεφαλικών δομών που αναπαριστά.

Παρακολουθώντας ζωντανά τις εγκεφαλικές λειτουργίες

Τη δεκαετία του 1990 θα αναπτυχθούν δύο νευροαπεικονιστικές τεχνικές για την περιγραφή όχι των δομών αλλά των δραστηριοτήτων του ανθρώπινου εγκεφάλου. Και οι δύο τεχνικές βασίζονται στην εύλογη και πολλαπλώς επιβεβαιωμένη διαπίστωση ότι: οι μεταβολές στη ροή του αίματος και άρα της οξυγόνωσης σε ορισμένους εγκεφαλικούς ιστούς σηματοδοτεί, τις περισσότερες φορές, την αυξημένη νευρωνική δραστηριότητα σε αυτές τις εγκεφαλικές περιοχές.

Οταν οι νευρώνες σε μια εγκεφαλική περιοχή ενεργοποιούνται, τότε καταναλώνουν περισσότερο οξυγόνο το οποίο, ως γνωστόν, μεταφέρεται σε αυτούς από την αιμοσφαιρίνη των ερυθρών αιμοσφαιρίων.

Διόλου περίεργο λοιπόν ότι ο εγκέφαλος αυξάνει τη ροή του αίματος και άρα την παροχή οξυγόνου στις πιο δραστήριες δομές του. Ομως, έχει επίσης διαπιστωθεί ότι υπάρχει μια χρονική υστέρηση, της τάξης των 4 έως 5 δευτερολέπτων, ανάμεσα στην αυξημένη νευρωνική δραστηριότητα και τη μεταβολή στη ροή του αίματος προς αυτούς τους νευρώνες. Γεγονός που, με τη σειρά του, γεννά διαφορές στη συγκέντρωση της οξυγονωμένης αιμοσφαιρίνης στις πιο δραστήριες εγκεφαλικές περιοχές.

Βασιζόμενοι σε αυτές τις επαρκώς επιβεβαιωμένες διαπιστώσεις οι νευροεπιστήμονες ανέπτυξαν την τεχνική της Τομογραφίας Εκπομπής Ποζιτρονίων (PET). Πρόκειται για την πρώτη υπολογιστική απεικόνιση των εγκεφαλικών λειτουργιών που βασίζεται στον εντοπισμό και την καταγραφή ασταθών ραδιοϊσοτόπων που εκπέμπουν ποζιτρόνια, δηλαδή των αντίστοιχων με τα ηλεκτρόνια σωματιδίων που, όμως, έχουν θετικό φορτίο.

Αν αυτά τα ασταθή ραδιοϊσότοπα αναμιχθούν με διάφορες ουσίες, π.χ. με τη γλυκόζη, και μέσω του αίματος φτάσουν στον εγκέφαλο, τότε η ραδιενεργός γλυκόζη προσλαμβάνεται ταχύτερα από τα πιο δραστήρια νευρωνικά κυκλώματα. Κατάλληλοι ανιχνευτές ραδιοϊσοτόπων τροφοδοτούν τους υπολογιστές, λεπτό προς λεπτό, με τις πληροφορίες σχετικά με τη διεργασία ενσωμάτωσης και μεταβολισμού της γλυκόζης και τα κατάλληλα υπολογιστικά προγράμματα δημιουργούν στην οθόνη τους τις εντυπωσιακές εικόνες αυτής της μεταβολικής λειτουργίας των τοπολογικά χαρτογραφημένων νευρώνων.

Ομως, η πιο πρόσφατη και πιο ισχυρή τεχνική απεικόνισης των εγκεφαλικών λειτουργιών είναι η λεγόμενη Λειτουργική Μαγνητική Τομογραφία (fMRI), η οποία από τα τέλη του εικοστού αιώνα έχει αποδειχτεί το παντοδύναμο και σχεδόν «μαγικό» εργαλείο για τη διερεύνηση των περισσότερων εγκεφαλικών λειτουργιών.

Σε αυτή την παραλλαγή της μαγνητικής τομογραφίας (MRI), ο σαρωτής, δημιουργώντας ισχυρά μαγνητικά πεδία, ανιχνεύει τις ελάχιστες αλλαγές στον μεταβολισμό του οξυγόνου που μεταφέρεται από το αίμα στους νευρώνες των επιμέρους δομών του εγκεφάλου.

Σε σύγκριση με άλλες τεχνικές, η fMRI είναι η λιγότερο επεμβατική αφού δεν απαιτεί καμία έκθεση σε ραδιενεργές ουσίες ή υψηλές ακτινοβολίες και παρουσιάζει πολύ μεγαλύτερη διακριτική ικανότητα.

Γεγονός που την καθιστά εξαιρετικά χρήσιμη τεχνική στη μελέτη ακόμη και των πιο πολύπλοκων και αφηρημένων νοητικών λειτουργιών, επιτρέποντας πρώτη φορά τον εντοπισμό και την οπτικοποίησή τους.

Τώρα, το ερώτημα πόσο επιστημονικά αξιόπιστες είναι και ποιες βιοπολιτικές συνέπειες μπορεί να έχει η άκριτη αποδοχή αυτών των πολύ πρόσφατων τεχνολογικών εξελίξεων θα το εξετάσουμε διεξοδικά στο επόμενο άρθρο.

Έντυπη έκδοση



23/6/2018




 2 

   Από τη νευροτεχνολογία στη... νευρομαντεία  

Οι τρέχουσες νευροαπεικονιστικές τεχνικές δεν μας επιτρέπουν να μεταφράζουμε τη γλώσσα του εγκεφάλου στη γλώσσα του νου Απ’ όσα γνωρίζουμε σχετικά με τη δομή, την οργάνωση και τη λειτουργία του ανθρώπινου εγκεφάλου, προκύπτει ότι καμία από τις υπάρχουσες νευροαπεικονιστικές μηχανές δεν είναι σε θέση να τον διαβάζει σαν ανοιχτό βιβλίο

Οι δυνατότητες και τα εγγενή όρια των τεχνικών απεικόνισης
του εγκεφάλου

Το πανάρχαιο όνειρο της ανθρωπότητας -αλλά και κάθε εξουσίας- να καταφέρει με κάποιο μαγικό τρόπο να «διαβάσει» απευθείας τις πιο μύχιες σκέψεις και τα συναισθήματα καθώς γεννιούνται στο μυαλό των ανθρώπων, φαίνεται να υλοποιείται στις μέρες μας χάρη στην ιλιγγιώδη πρόοδο των τεχνικών νευροαπεικόνισης των πιο απόκρυφων εγκεφαλικών δομών και λειτουργιών.

Χάρη σε μια σειρά από καινοτόμες τεχνικές, πρώτη φορά, έγινε εφικτός ο ακριβής τοπολογικά εντοπισμός των περίπλοκων εγκεφαλικών λειτουργιών αλλά και η ανάλυση των νευρωνικών μικροκυκλωμάτων που επιτρέπουν την ανάδυση των ιδιαίτερων νοητικών ικανοτήτων του ανθρώπινου είδους.

Μολονότι, πρόκειται για μια αποφασιστική καμπή στην έρευνα του ανθρώπινου εγκεφάλου και των νοητικών λειτουργιών του, όπως θα επιχειρήσουμε να δείξουμε, οι τρέχουσες νευροαπεικονιστικές τεχνικές δεν μας επιτρέπουν να μεταφράζουμε τη γλώσσα του εγκεφάλου στη γλώσσα του νου.

Με άλλα λόγια, δεν κατανοούμε ακόμη πώς η ηλεκτροχημική «γλώσσα» επικοινωνίας των νευρωνικών-εγκεφαλικών κυκλωμάτων μεταφράζεται στα, εν πολλοίς, ακατανόητα ιερογλυφικά της «γλώσσας» του νου.

Εκεί που οι πανάρχαιες μαντικές πρακτικές αποτυγχάνουν παταγωδώς στο να αποκαλύψουν τις σκέψεις και τα συναισθήματα των ανθρώπων, οι πιο πρόσφατες τεχνικές «ανάγνωσης» του ανθρώπινου εγκεφάλου αποδεικνύονται πολύ πιο αποτελεσματικές γνωστικά και επωφελείς βιοϊατρικά.

Πράγματι, παρακολουθώντας κανείς την εκρηκτική ανάπτυξη των τεχνικών απεικόνισης του ζωντανού εγκεφάλου και των λειτουργιών του, τις τρεις τελευταίες δεκαετίες, διαπιστώνουμε την πρωτοφανή συσσώρευση γνώσης που έχει συντελεστεί σε τόσο σύντομο χρονικό διάστημα.

Σήμερα, οι μικροδομές, τα νευρωνικά κυκλώματα και οι λειτουργίες της πολύπλοκης μηχανής του νου δεν θεωρούνται πλέον «μυστήριο» αλλά ένα πρώτης τάξεως επιστημονικό «πρόβλημα», για την επίλυση του οποίου καταφεύγουμε σε ειδικές τεχνολογίες αιχμής.

Σημείο καμπής γι’ αυτές τις τεχνολογικές εξελίξεις ήταν η ανάπτυξη νέων απεικονιστικών συστημάτων που επέτρεψαν στους ερευνητές να ανοίξουν το, μέχρι χθες, ερμητικά κλειστό και αδιαφανές «μαύρο κουτί» του εγκεφάλου.

Βασιζόμενοι στις συγκλονιστικές επιτυχίες των νέων απεικονιστικών τεχνικών, αρκετοί νευροεπιστήμονες ισχυρίζονται ότι είναι πλέον σε θέση να προχωρήσουν σε ένα ακόμη πιο παράτολμο ερευνητικό εγχείρημα: να εξηγήσουν το πώς οι λεπτομερείς απεικονίσεις των εγκεφαλικών μηχανισμών σχετίζονται -κάποιοι λένε ταυτίζονται- με τις ανώτερες νοητικές μας ικανότητες, όπως τα συναισθήματα, η συνείδηση και η ανθρώπινη αυτεπίγνωση.

Ομως, παρά τις εκκωφαντικές εξαγγελίες και τα παραπλανητικά δημοσιεύματα στα ΜΜΕ, το όνειρο της απευθείας ανάγνωσης της ανθρώπινης σκέψης στην οθόνη του υπερυπολογιστή των νευροαπεικονιστικών συστημάτων αποτελεί ευσεβή πόθο: ένα άπιαστο, προς το παρόν και το ορατό μέλλον, νευροτεχνολογικό αλλά και βιοεξουσιαστικό όνειρο. 

Η οπτικοποίηση της εγκεφαλικής γλώσσας

Η νευροβιολογική έρευνα έχει αποκαλύψει, εδώ και πολλές δεκαετίες, τη βασική οργάνωση και τη στοιχειώδη ηλεκτροχημική γλώσσα επικοινωνίας μεταξύ των νευρώνων, των δομικών μονάδων του νευρικού ιστού. Παρ’ όλα αυτά, οι σύγχρονες Νευροεπιστήμες εξακολουθούν να αγνοούν το πώς η γλώσσα των νευρώνων μεταφράζεται στην τοπολογία, την αρχιτεκτονική και τις ποικίλες λειτουργίες του κεντρικού νευρικού συστήματος.

Η σημαντική πρόοδος που σημειώθηκε κατά τον εικοστό αιώνα όσον αφορά τις στενότατες σχέσεις ανάμεσα στις δομές και τις λειτουργίες του εγκεφάλου, οφείλεται στις πολυάριθμες μικροανατομικές μικροσκοπικές μελέτες και τις βιοχημικές αναλύσεις, τεχνικές οι οποίες, επειδή είναι ιδιαίτερα επεμβατικές, πραγματοποιούνται συνήθως σε άλλα θηλαστικά και όχι σε ανθρώπους.

Οπως είδαμε στο προηγούμενο άρθρο (βλ. «Εφ.Συν.» 23-06-18), μια εντελώς διαφορετική προσέγγιση προσφέρουν οι μη επεμβατικές αλλά και πιο έμμεσες νευροαπεικονιστικές τεχνικές, όπως η αξονική υπολογιστική τομογραφία (CT scan) και η μαγνητική τομογραφία (MRI) που περιγράφουν, με πρωτοφανή ακρίβεια, τα τοπολογικά όρια και την αρχιτεκτονική των επιμέρους δομών του εγκεφάλου. Ενώ, για τη ζωντανή απεικόνιση των λειτουργιών και των δυναμικών σχέσεων μεταξύ των δομών του εγκεφάλου μας, επινόησαν την τομογραφία εκπομπής ποζιτρονίων (PET) και την περιβόητη λειτουργική μαγνητική τομογραφία (fMRI).

Πιο πρόσφατα, μάλιστα, οι ειδικοί καταφεύγουν συχνά σε δύο νέες απεικονιστικές τεχνικές της εγκεφαλικής δραστηριότητας και ειδικότερα της ηλεκτροχημικής ανταλλαγής σημάτων μεταξύ των νευρώνων. Αυτή η νευρωνική σηματοδότηση καταγράφεται πρωτίστως με τη μέθοδο της Μαγνητοεγκεφαλογραφίας (MEG), αλλά και με τη μέθοδο του Διακρανιακού Μαγνητικού Ερεθισμού (TMS).

Η Μαγνητοεγκεφαλογραφία ως μη επεμβατική μέθοδος απεικόνισης των εγκεφαλικών λειτουργιών συνίσταται στην επιφανειακή καταγραφή της μαγνητικής ροής που παράγεται από ενδοκυτταρικά ηλεκτρικά ρεύματα στις στήλες των νευρικών κυττάρων. Ετσι, οι στήλες, που αποτελούν βασικές λειτουργικές μονάδες, εντοπίζονται τοπολογικά και διακρίνονται λειτουργικά.

Παρ’ όλα αυτά, από τα τέλη του 20ού αιώνα μέχρι σήμερα, κυρίως η λειτουργική μαγνητική τομογραφία (fMRI) έχει αποδειχτεί το πανίσχυρο και σχεδόν «μαγικό», εργαλείο για τη διερεύνηση του νευρολογικού υποστρώματος πολλών εγκεφαλικών λειτουργιών. Και εκτός από τις προφανείς βιοϊατρικές εφαρμογές της, σε αυτήν κυρίως θα πρέπει να αποδοθεί η ευθύνη για τις εικασίες περί της δυνατότητας κατασκευής, στο μέλλον, «μηχανών ανάγνωσης της ανθρώπινης σκέψης».

Πράγματι, πριν από 9 χρόνια, μια ομάδα από Ιάπωνες ερευνητές στα Εργαστήρια Υπολογιστικής Νευροεπιστήμης στο Κιότο δημιούργησε ένα πρόγραμμα υπολογιστή ικανό να «διαβάζει» και να εμφανίζει στο μόνιτορ τις εικόνες που βλέπει ένας εθελοντής.

Συνδυάζοντας την τεχνική της λειτουργικής μαγνητικής τομογραφίας (fMRI) με τα κατάλληλα υπολογιστικά προγράμματα αναπαράστασης κατάφεραν να παρακολουθήσουν στην οθόνη ενός υπολογιστή τις εικόνες που σχηματίζονταν στο μυαλό πολλών εθελοντών.

Ηταν μια από τις πρώτες ενδείξεις ότι ένα πρόγραμμα υπολογιστή, βασιζόμενο στις πληροφορίες που έχει καταγράψει ένας λειτουργικός μαγνητικός τομογράφος, είναι σε θέση να ανασυγκροτεί ψηφιακά τις εικόνες ή τις λέξεις που έχει μόλις είχε διαβάσει ένας εθελοντής και κατόπιν να τις προβάλλει στην οθόνη του υπολογιστή.

Πώς πέτυχαν αυτό το τεχνολογικό «θαύμα»; Πολύ απλά καταγράφοντας μέσω λειτουργικής μαγνητικής τομογραφίας τις αλλαγές στη ροή του αίματος στον οπτικό φλοιό των εθελοντών σε σχέση με την διαδοχή των εικόνων που προβάλλονταν στους εθελοντές, ενώ παράλληλα το πρόγραμμα του υπολογιστή ανέλυε τα δεδομένα συσχετίζοντάς τα με τις μεταβολές στη ροή του αίματος.

Τα επόμενα χρόνια, διάφορα εργαστήρια επιβεβαίωσαν την πρόβλεψη του καθηγητή Yukiyasu Kamitani, που διηύθυνε την ιαπωνική έρευνα, ότι αυτό το πειραματικό πρότυπο μπορεί να επεκταθεί και σε άλλες αισθήσεις, πλην της όρασης.

Πολύ σύντομα, όμως, οι νευροεπιστήμονες διαπίστωσαν ότι η απεικόνιση του ζωντανού εγκεφάλου μέσω της fMRI μπορούσε να επεκταθεί όχι μόνο σε αισθητηριακές, αλλά και σε άλλες ανώτερες ανθρώπινες νοητικές λειτουργίες.

Για παράδειγμα, πριν από μερικά χρόνια, πολύς θόρυβος δημιουργήθηκε από μια άλλη πρωτοποριακή έρευνα, αυτή τη φορά στην Ευρώπη.

Πρόκειται για συντονισμένες έρευνες που πραγματοποιήθηκαν στο Βερολίνο και στο Ινστιτούτο Max Plank της Λειψίας, από τις οποίες προέκυψε ότι είναι τεχνολογικά εφικτή η κατασκευή μηχανών ικανών να «διαβάζουν» τις προθέσεις των εθελοντών που συμμετείχαν στο πείραμα.

Οπως υποστήριξαν οι Ευρωπαίοι εγκεφαλοσκόποι, αυτή η απεικονιστική μηχανή μπορεί να ανιχνεύει, με σχετική ακρίβεια, τις θέσεις πάνω στον εγκεφαλικό μας φλοιό όπου επεξεργαζόμαστε κάποιες συνειδητές αποφάσεις μας, όπως π.χ. το να θυμηθούμε ένα ραντεβού ή να σχεδιάσουμε την επιστροφή ενός βιβλίου σε ένα φίλο.

Μελετώντας, μέσω της fMRI, την αυξημένη μεταβολική δραστηριότητα των ομάδων από νευρώνες που ενεργοποιούνται όταν λαμβάνουμε κάποιες αποφάσεις, αυτοί οι ερευνητές ισχυρίζονται ότι κατάφεραν όχι μόνο να εντοπίσουν επακριβώς το σημείο της επιφάνειας του εγκεφαλικού φλοιού όπου λαμβάνονται αυτές οι αποφάσεις, αλλά και να προβλέψουν αυτές τις αποφάσεις.

Ζητώντας, για παράδειγμα, από εθελοντές να επιλέξουν ανάμεσα σε δυο δυνατότητες -να προσθέσουν ή να αφαιρέσουν δυο συγκεκριμένους αριθμούς- κατάφεραν να προβλέψουν στο 70% των περιπτώσεων την απόφαση των εθελοντών.

Νευρομαντική ερμηνεία των τεχνολογικών εξεικονίσεων 

Η καθαρά θεωρητική, για την ώρα, δυνατότητα κατασκευής μιας νευροαπεικονιστικής μηχανής ικανής να «διαβάζει» κατευθείαν τις σκέψεις και τα συναισθήματά μας, καθώς αυτά σχηματίζονται στον εγκέφαλό μας, δεν ανήκει πλέον στο βασίλειο της επιστημονικής φαντασίας.

Οι πρόσφατες εξελίξεις στο πεδίο των Νευροεπιστημών φαίνεται πως ανοίγουν τον δρόμο για την κατασκευή, στο απώτερο μέλλον, του «καθολικού αποκωδικοποιητή» της ανθρώπινης σκέψης.

Αρχίζουμε λοιπόν να κατανοούμε το γιατί εκεί που οι πανάρχαιες μαντικές πρακτικές αποτυγχάνουν παταγωδώς, οι πιο πρόσφατες τεχνικές «ανάγνωσης» του ανθρώπινου εγκεφάλου αποδεικνύονται πολύ πιο παραγωγικές γνωστικά, εμπειρικά ελέγξιμες και βιοϊατρικά επωφελείς. Είναι όμως έτσι ή μήπως πρόκειται για ακόμη μια τεχνοκρατική αυταπάτη;

Για να απαντήσουμε σε αυτά τα ερωτήματα θα πρέπει να συνειδητοποιήσουμε ότι αυτές που θεωρούμε σήμερα ως «μηχανές ανάγνωσης της σκέψης» είναι, στην πραγματικότητα, υπολογιστικές «μηχανές μετάφρασης» των αδιαφανών ενδοκρανιακών δραστηριοτήτων. Μια τεχνολογική-υπολογιστική μετάφραση που επιλέγει και νοηματοδοτεί, αυθαίρετα, ορισμένες μόνο από τις αμέτρητες νευροβιολογικές ενέργειες που εκτελούνται, παράλληλα και ταυτοχρόνως, από τον εγκέφαλό μας.

Τα νευροαπεικονιστικά συστήματα που διαθέτουμε, σήμερα, μπορούν να καταγράφουν, να υπολογίζουν και να οπτικοποιούν όχι το περιεχόμενο κάποιων νοητικών λειτουργιών αλλά μόνο ορισμένους από τους απειράριθμους σχηματισμούς ή πρότυπα ενεργοποίησης χιλιάδων νευρώνων που υποτίθεται ότι εμπλέκονται άμεσα στην παραγωγή αυτών των λειτουργιών.

Πρόκειται δηλαδή, όχι για την τεχνολογική εξεικόνιση των συνειδητών ή υποσυνείδητων σκέψεων και αισθημάτων ενός ατόμου, αλλά, στην καλύτερη περίπτωση, για την καταγραφή κάποιων εγκεφαλικών διεργασιών που αντιστοιχούν ή σχετίζονται με αυτές τις νοητικές λειτουργίες.

Με άλλα λόγια, πρόκειται για νευρολογικά σημαίνοντα χωρίς, δυστυχώς, μια σαφή και μονοσήμαντη κατανόηση των αντίστοιχων νοητικών ή ψυχολογικών τους σημαινομένων. Και υπό αυτήν ακριβώς την έννοια, έχουμε κάθε δικαίωμα να μιλάμε για νευρομαντική ερμηνεία της εγκεφαλικής δραστηριότητας και όχι για το πολυπόθητο εγκεφαλικό αποτύπωμα της ανθρώπινης... ψυχής. Ισως επειδή αυτή η απόκοσμη, αιθέρια και υπερφυσική οντότητα δεν αποτελεί μια εύλογη ή, έστω, αναγκαία υπόθεση για την ατελή ίσως, αλλά συνεπή με τον εαυτό της, ανθρώπινη επιστημονική σκέψη.

Με βάση όσα γνωρίζουμε, μέχρι σήμερα, σχετικά με τη δομή, την οργάνωση και τη λειτουργία του ανθρώπινου εγκεφάλου, καμία από τις υπάρχουσες νευροαπεικονιστικές μηχανές δεν είναι σε θέση να διαβάζει «σαν ανοιχτό βιβλίο» τον εγκέφαλο που τις δημιούργησε.

Τα αίτια αυτής της αδυναμίας θα πρέπει να αναζητηθούν όχι τόσο στην τεχνολογική ή την επιστημονική μας ανεπάρκεια όσο στην εγγενή πολυπλοκότητα των περίπλοκων εγκεφαλικών λειτουργιών της μνήμης, της μάθησης, της σκέψης και της συνείδησης, των εκδηλώσεων δηλαδή της ανθρώπινης νόησης.

Η δυνατότητα τεχνολογικής χειραγώγησης αυτών των σύνθετων νοητικών διεργασιών προϋποθέτει τη λεπτομερή περιγραφή αφενός των «εσωτερικών» νευρωνικών κυκλωμάτων που εμπλέκονται σε αυτές τις εγκεφαλικές λειτουργίες και αφετέρου των περίπλοκων «εξωτερικών» αλληλεπιδράσεων με τις άλλες νοήσεις που, από κοινού με τις εκάστοτε πολιτισμικές συνθήκες, συνδιαμορφώνουν τις εκδηλώσεις του ανθρώπινου νου.

Συνεπώς, θα ήταν μάταιο και εντελώς ατελέσφορο το να φαντάζεται κανείς ότι, στο άμεσο μέλλον, μπορεί να κατασκευαστεί ένα αρκετά πολύπλοκο σύστημα ανάγνωσης της ανθρώπινης σκέψης.

Εξάλλου, ο Μεγάλος Αδελφός, η οργουελιανή εκδοχή της νεωτερικής Βιοεξουσίας, βασίζεται στον προληπτικό έλεγχο, στη διαρκή επιτήρηση και καταστολή της ελευθεριακής προδιάθεσης των ανθρώπων και όχι σε αμφίβολης υποδουλωτικής αξίας νευροαπεικονιστικές μηχανές.

Στο επόμενο άρθρο, θα έχουμε τη μεγάλη χαρά να συνομιλήσουμε με τον καθηγητή Ανδρέα Κ. Παπανικολάου, κορυφαίο Ελληνα νευροεπιστήμονα, ο οποίος δέχτηκε πρόθυμα να μας παρουσιάσει τις πιο πρόσφατες εξελίξεις στο πεδίο των νευροαπεικονιστικών συστημάτων, τις πραγματικές δυνατότητες, αλλά και τους εγγενείς περιορισμούς τους.

Έντυπη έκδοση



30/6/2018

]


   3  

   Περί των ορίων της νευροαπεικονιστικής τεχνολογίας.  

Η δυνατότητα κατασκευής μιας νευροαπεικονιστικής μηχανής ικανής να «διαβάζει» κατευθείαν τις σκέψεις και τα συναισθήματά μας καθώς αυτά σχηματίζονται στον εγκέφαλό μας δεν ανήκει πλέον στη σφαίρα της επιστημονικής φαντασίας. Ομως, όπως είδαμε, τα νευροαπεικονιστικά συστήματα που διαθέτουμε σήμερα μπορούν να καταγράφουν, να εντοπίζουν και να οπτικοποιούν όχι το περιεχόμενο των νοητικών λειτουργιών, αλλά μόνο ορισμένους από τους νευρωνικούς σχηματισμούς και τα αντίστοιχα εγκεφαλικά κυκλώματα που εμπλέκονται στη γένεση αυτών των λειτουργιών (βλ. «Εφ.Συν.» 23 & 30 Ιουνίου).

Στη συνέντευξη που ακολουθεί, ο διεθνούς φήμης νευροεπιστήμονας Ανδρέας Κ. Παπανικολάου δέχτηκε πρόθυμα να μας εξηγήσει αναλυτικά το γιατί οι σημερινές νευροαπεικονιστικές τεχνικές δεν είναι σε θέση να καταγράφουν τις συνειδητές ή υποσυνείδητες σκέψεις και τα συναισθήματά μας, αλλά μόνο ορισμένες από τις εγκεφαλικές διεργασίες που σχετίζονται με αυτές τις ανώτερες νοητικές λειτουργίες. Αρνούμενος μάλιστα να δεχτεί ως επιστημονικά επιβεβαιωμένες κάποιες καθαρά μεταφυσικές ερμηνείες, μας αποκαλύπτει τις πραγματικά εντυπωσιακές δυνατότητες -αλλά και τα ανυπέρβλητα όρια- των σημερινών νευροαπεικονιστικών μηχανών.

Μέσω της νέας νευροαπεικονιστικής τεχνολογίας έγινε εφικτός ο ακριβής τοπολογικά και λειτουργικά εντοπισμός των βασικών εγκεφαλικών μηχανισμών καθώς και των μικροδομών που τους εκτελούν. Πρόκειται για μια σημαντική επιστημονική εξέλιξη που, για πρώτη φορά, καθιστά ορατή και τεκμηριωμένη τη συσχέτιση μεμονωμένων νευρωνικών κυκλωμάτων και των εγκεφαλικών δομών με τις σύνθετες νοητικές λειτουργίες.

Είναι όμως έτσι; Ή μήπως πρόκειται για μια αυθαίρετη μεταφυσική ερμηνεία των πιο πρόσφατων επιστημονικών κατακτήσεων;

Αναζητώντας μια έγκυρη αξιολόγηση αυτών των πρόσφατων επιστημονικών-τεχνολογικών εξελίξεων ζητήσαμε τη βοήθεια του Α. Κ. Παπανικολάου, ο οποίος εδώ και πολλά χρόνια χρησιμοποιεί αυτές τις τεχνικές στο πρωτοποριακό ερευνητικό έργο του.


Ο Ανδρέας Κ. Παπανικολάου μάς εξηγεί το γιατί ο ίδιος κατέληξε να θεωρεί ως ένα άπιαστο τεχνολογικό και άρα πολιτικό όνειρο τη δημιουργία «μηχανών ανάγνωσης» των πιο μύχιων σκέψεων και των προσωπικών βιωμάτων των ανθρώπων, ειδικότερα όταν αυτοί δεν το επιθυμούν

● Ποιες θεωρείτε ότι είναι οι πιο πρόσφατες και σημαντικές εξελίξεις στο πεδίο των τεχνικών απεικόνισης των λειτουργιών του εγκεφάλου;

Θα αναφερθώ σε δύο εξελίξεις, τις σημαντικότερες για την απεικόνιση των εγκεφαλικών δικτύων τα οποία σχετίζονται με τις ψυχονοητικές λειτουργίες του ανθρώπου περίπου όπως το λογισμικό των υπολογιστών σχετίζεται με τα ηλεκτρονικά κυκλώματά τους.

Και οι δύο αφορούν την ανάλυση των σημάτων τα οποία εκπέμπει ο εγκέφαλος και τα οποία σχετίζονται με τα ενδοκράνια δρώμενα και καταγράφονται με τις μεθόδους της λειτουργικής μαγνητικής τομογραφίας, γνωστής ως fMRI, η οποία καταγράφει τις διακυμάνσεις της τοπικής αιματικής ροής ανά τον εγκέφαλο, της τομογραφίας βάσει εκπομπής ποζιτρονίων, γνωστής ως PET, η οποία καταγράφει επιπλέον τον ρυθμό μεταβολισμού του οξυγόνου και της γλυκόζης στους νευρώνες, και, τέλος, της μαγνητοεγκεφαλογραφίας, γνωστής ως MEG, η οποία καταγράφει την ηλεκτροχημική σηματοδότηση των νευρώνων του φλοιού.

Η πρώτη αποσκοπεί στον καθορισμό των εγκεφαλικών δομών, οι οποίες ενεργοποιούνται από κοινού δημιουργώντας με αυτόν τον τρόπο δίκτυα, τα οποία αντιστοιχούν στις διάφορες διακριτές νοητικές και θυμικές λειτουργίες. Με αυτόν τον τρόπο η νευρολογική σημασία των διαφόρων λειτουργιών μπορεί να εξακριβωθεί, είναι δηλαδή δυνατόν να διαπιστωθεί εάν λειτουργίες όπως η «προσοχή» ή η «πρόσληψη λόγου» κ.λπ. έχουν όντως διακριτά νευρωνικά δίκτυα. Επιπλέον αλλαγές στα χαρακτηριστικά του κάθε δικτύου μπορούν να χρησιμεύσουν στην ερμηνεία και τη διάγνωση ψυχονοητικών ελλειμμάτων.

Επί παραδείγματι, η ανακάλυψη ενός δικτύου συνειδητότητας θα ήταν δυνατόν να διευκολύνει την ακριβή διάγνωση αλλά και την πρόγνωση ασθενών με εγκεφαλικά τραύματα που διατελούν σε κώμα. Η επιλογή του παραδείγματος αυτού είναι εσκεμμένη διότι τέτοιο δίκτυο δεν έχει ακόμη ταυτοποιηθεί, παρά τις κατά καιρούς σχετικές εξαγγελίες. Είναι ωστόσο πιθανόν να ευρεθεί διότι κάθε έκφανση του ανθρώπινου ψυχισμού προϋποθέτει, μεταξύ άλλων, και κάποιον νευροφυσιολογικό μηχανισμό.

Μια δεύτερη σημαντική εξέλιξη αφορά την ανάλυση των εκπεμπομένων σημάτων ώστε να ταυτοποιηθούν όχι μόνο τα δίκτυα των λειτουργιών αλλά τα παράγωγά τους, δηλαδή συγκεκριμένες εμπειρίες όπως τα αντιλήμματα, οι σκέψεις, τα συναισθήματα. Η εξέλιξη αυτή έχει προκαλέσει ευρύ φάσμα θετικών όσο και αρνητικών αντιδράσεων: κάποιες από αυτές είναι δικαιολογημένες, ενώ κάποιες άλλες όχι.

● Αρκετοί ειδικοί μιλούν ήδη για «επανάσταση» στον τομέα της Νευροαπεικονιστικής. Ποιες είναι σήμερα οι πιο επιτυχείς εφαρμογές αυτών των τεχνικών και σε ποια νέα πεδία προβλέπετε ότι θα εφαρμοστούν στο άμεσο μέλλον;

Σωστός ο χαρακτηρισμός. Πριν από μόνο σαράντα χρόνια δεν είχαμε πρόσβαση στον ζώντα εγκέφαλο και προσπαθούσαμε, πολλές φορές ανεπιτυχώς, να μαντέψουμε τι ακριβώς λάμβανε χώρα εντός του μέσω του εγκεφαλογραφήματος και των προκλητών δυναμικών.

Αντιθέτως, σήμερα, όχι μόνο μπορούμε να διακρίνουμε με έξοχη χωρική ευκρίνεια τις μικροανατομικές του λεπτομέρειες και να εκτιμήσουμε την επάρκεια της συνδετικότητάς του, αλλά επίσης μπορούμε να εντοπίσουμε με ακρίβεια κάποιους κόμβους (δηλαδή δομές) των βασικών αισθητικών και κινητικών δικτύων του και με διαρκώς βελτιούμενη ακρίβεια κόμβους δικτύων των γλωσσικών και άλλων λειτουργιών.

Είναι μάλιστα τόσο ακριβείς αυτές οι εκτιμήσεις ώστε χρησιμεύουν ήδη στην προεγχειρητική χαρτογράφηση του φλοιού ασθενών που θα υποβληθούν σε χειρουργική επέμβαση για την αντιμετώπιση νεοπλασιών και επιληψίας.

Αναφέραμε προηγουμένως την πιθανότητα ανακαλύψεως δικτύων συνειδητότητας και άλλων λειτουργιών οι οποίες θα έχουν άμεσες κλινικές εφαρμογές, διαγνωστικές και προγνωστικές, πέραν του ότι θα διευρύνουν τις γνώσεις μας για τις αναγκαίες νευροφυσιολογικές συνθήκες του ψυχισμού μας εν γένει.

Επαναστατική επίσης είναι η δυνατότητα να «μαντέψουμε», βάσει των εικόνων της εγκεφαλικής ενεργοποίησης, ποιο αντικείμενο αντιλαμβάνεται ο απεικονιζόμενος, πράγμα στο οποίο αναφέρθηκα προηγουμένως: κάθε αντικείμενο έχει και κάποια συγκεκριμένα χαρακτηριστικά. Σε κάθε χαρακτηριστικό αντιστοιχεί επίσης και ένας συγκεκριμένος σχηματισμός εγκεφαλικής ενεργοποίησης.

Δείχνοντας επανειλημμένως στον απεικονιζόμενο διάφορα αντικείμενα, εξάγεται με τις μαθηματικές αναλύσεις των σημάτων από τον εγκέφαλό του (στις οποίες αναφέρθηκα) ο σχηματισμός που αντιστοιχεί στο κάθε χαρακτηριστικό.

Οταν λοιπόν ο απεικονιζόμενος αντιληφθεί ένα νέο αντικείμενο, βάσει της ομοιότητας των εγκεφαλικών του σημάτων με τους ήδη γνωστούς στον ερευνητή σχηματισμούς που αντιστοιχούν στα χαρακτηριστικά πολλών αντικειμένων, ο ερευνητής μπορεί να μαντέψει το νέο αντικείμενο που είδε ο απεικονιζόμενος.

Επαναστατική λοιπόν κι αυτή η εξέλιξη, αλλά και ανησυχητική διότι προοιωνίζεται την έλευση του «Μεγάλου Αδελφού», την οποία ο Οργουελ ανέμενε ματαίως να συμβεί πριν από το 1984. Ματαίως επίσης τη φοβούνται κάποιοι σήμερα. Να «μαντέψεις» από τον σχηματισμό της ενεργοποίησης του οπτικού φλοιού τι αντικείμενο είδε κάποιος, είναι αναμφιβόλως τεχνολογικός άθλος, αν και απέχει λίγο από το να «μαντέψεις» το ίδιο πράγμα από την εικόνα που το αντικείμενο σχηματίζει στον αμφιβληστροειδή του.

Απέχει όμως έτη φωτός από το να διαβάσεις στην οθόνη των απεικονιστικών μηχανημάτων το συνειδησιακό του γίγνεσθαι, τη ροή των βιωμάτων του εν τη γενέσει τους και μάλιστα χωρίς τη συνεργασία του.



● Εκτός από τους πρόσκαιρους τεχνολογικούς περιορισμούς στις εφαρμογές αυτών των τεχνικών, γιατί υποστηρίζετε ότι υπάρχουν κάποια εγγενή μεθοδολογικά και γνωσιολογικά όρια που διαψεύδουν τις υπεραισιόδοξες προβλέψεις για τη δήθεν επικείμενη κατανόηση όλων των ψυχονοητικών φαινομένων μέσω αυτών των απεικονιστικών τεχνημάτων;

Εάν με την έκφραση «ψυχονοητικά φαινόμενα» εννοείτε τα ανθρώπινα βιώματα και ως «κατανόησή» τους τη δυνατότητα να τα μαντέψουμε καθώς ανελίσσονται στη συνείδηση του απεικονιζομένου, οι παράγοντες που την αποτρέπουν έχουν εν περιλήψει ως εξής:

Αποδεχόμενοι την υπόθεση ότι σε κάθε διακριτή εμπειρία αντιστοιχεί αποκλειστικώς και ένας σχηματισμός ενεργοποίησης του εγκεφάλου ή, εάν θέλετε, ένα κινούμενο σμήνος ιόντων που διαρκεί όσο και η εμπειρία, τότε στη ροή των υποκειμενικών εμπειριών αντιστοιχεί και ένας μοναδικός και ανεπανάληπτος ηρακλείτειος ποταμός σχηματισμών και το ερώτημα είναι εάν κοιτάζοντάς τον στην οθόνη των απεικονιστικών οργάνων, μπορούμε να τον ερμηνεύσουμε για να διαβάσουμε τα βιώματα του απεικονιζομένου.

Για να το επιτύχουμε χρειάζεται εν πρώτοις να ξέρουμε τι σημαίνει ο κάθε σχηματισμός, ακριβώς όπως για να διαβάσουμε, δηλαδή για να κατανοήσουμε ένα κείμενο πρέπει να γνωρίζουμε το νόημα της κάθε γραμμένης στη σελίδα λέξης.

Ας υποθέσουμε λοιπόν ότι στο εγγύς ή στο απώτερο μέλλον θα καταφέρουμε, με τον τρόπο που μόλις περιέγραψα, να ταυτοποιήσουμε τον εγκεφαλικό σχηματισμό όχι μόνο του κάθε αντικειμένου, αλλά και της κάθε αφηρημένης και γενικής έννοιας, όπως της έννοιας «και» ή «ελευθερία» ή «επίσης», κάτι ολιγοπίθανο αλλά όχι απίθανο.

Θα μπορούσαμε τότε να αποκρυπτογραφήσουμε το ηρακλείτειο ρεύμα των σχηματισμών και έτσι να διαβάσουμε τις σκέψεις του άλλου;

Η απάντηση είναι αρνητική διότι υπάρχουν τουλάχιστον ακόμα δύο εμπόδια: το ένα είναι ότι τα ύδατα του εν λόγω ποταμού είναι αναμεμειγμένα με χίλια δυο άλλα εγκεφαλικά ρεύματα, το κάθε ένα εκ των οποίων αντιστοιχεί στις διάφορες άλλες λειτουργίες τις οποίες συνεχώς και ταυτοχρόνως επιτελεί ο ίδιος εγκέφαλος.

Εάν υποθέσουμε λοιπόν ότι μια μέρα θα βρούμε τρόπο να ξεχωρίσουμε τα νερά του ποταμού των εμπειριών από αυτά των άλλων –κάτι επίσης ολιγοπίθανο- και πάλι δεν θα μπορέσουμε να αναγνώσουμε τα βιώματα του απεικονιζομένου ακριβώς διότι ο ποταμός είναι ηρακλείτειος, δηλαδή μοναδικός.

Εξηγούμαι: οι έννοιες, ειδικά οι αφηρημένες, έχουν κατ’ ανάγκην διαφορετική νοηματική και θυμική χροιά κάθε φορά που προκύπτουν.

Επομένως ποτέ ο αντίστοιχος σχηματισμός τους δεν θα είναι όμοιος με τους σχηματισμούς τους που έχουμε ήδη ταυτοποιήσει.

Συνυπολογίζοντας τώρα τις πιθανότητες επίτευξης ταυτοχρόνως και των τριών τεχνολογικών άθλων, το ολιγοπίθανο της ανάγνωσης των βιωμάτων του άλλου καθίσταται πρακτικώς απίθανο.

● Αρα μάλλον δεν θεωρείτε εφικτή την κατασκευή σατανικών «μηχανών ανάγνωσης» της σκέψης και των προσωπικών βιωμάτων των ανθρώπων;

Σωστά. Τη θεωρώ πρακτικώς ανέφικτη. Και δεν είναι θέμα τεχνολογικής ευκρίνειας των μηχανών. Τα τρία βασικά προβλήματα στα οποία μόλις αναφέρθηκα, όντας εγγενή στο αντικείμενο της έρευνας με τις δύο όψεις, δηλαδή εγγενή στην ανθρώπινη εμπειρία και στα νευρωνικά δίκτυα του εγκεφάλου, τα ίδια προβλήματα που αντιμετωπίζουμε σήμερα θα έχει να αντιμετωπίσει και ο συνάδελφος του απώτερου μέλλοντος, ο οποίος σίγουρα θα διαθέτει τελειότερα μηχανήματα και εξυπνότερους τρόπους ανάλυσης των νευρωνικών σημάτων.

Δυστυχώς όμως, ή ευτυχώς, η δομή τού συνειδέναι και η αντίστοιχή της οργάνωση του ανθρώπινου εγκεφάλου, τις οποίες θα κληθεί να μελετήσει, παραμένουν αναλλοίωτες.

Επομένως οι πιθανότητες να γίνει, εκών άκων, αποτελεσματικό όργανο οποιουδήποτε «Μεγάλου Αδελφού» παραμένουν πρακτικά μηδαμινές, όπως άλλωστε και οι πιθανότητες να αποκαλύψει τα ύστατα μυστήρια του Σύμπαντος: το πώς είναι ποτέ δυνατόν οι άυλες εμπειρίες και οι υλικοί σχηματισμοί νευρωνικών σημάτων να είναι δύο όψεις του ίδιου φαινομένου και, το ακόμα πιο βαθύ ερώτημα, γιατί να χρειάζονται και οι δύο στην οικονομία της φύσης εφόσον η μία θα αρκούσε.

● Πέρα όμως από τα τρομολαγνικά σενάρια επιστημονικής ή\και πολιτικής φαντασίας, ποιους πραγματικούς κινδύνους εγκυμονεί η χρήση αυτών των «μαγικών» εικόνων;

Ο μεγαλύτερος κίνδυνος είναι η λειτουργική νευροαπεικόνιση να αντικαταστήσει στην εκτίμηση του κόσμου, αλλά και των ειδικών, δοκιμότερους τρόπους προσέγγισης πολλών επιστημονικών και φιλοσοφικών προβλημάτων.

Ακούμε, επί παραδείγματι, για τη δημιουργία τομέων έρευνας όπως η νευροθεολογία και η νευροαισθητική, δηλαδή νέων τρόπων προσέγγισης προβλημάτων που δεν έχει επιλύσει η μεταφυσική για αιώνες, μελετώντας τις εικόνες ενεργοποίησης του εγκεφάλου του ανθρώπου όταν προσεύχεται ή όταν διακατέχεται από την «υψηλή συγκίνηση», που έλεγε ο ποιητής, την οποία του εμπνέουν τα έργα τέχνης. Και όλα αυτά μέσα στους θορύβους του τομογράφου και υπό την άγρυπνη παρακολούθηση των ερευνητών και των βοηθών τους!

Ισως κάποια άλλη στιγμή συζητήσουμε τους λόγους για τους οποίους θεωρώ τέτοιες εφαρμογές των νευροαπεικονιστικών μεθόδων αδόκιμες και παρακινδυνευμένες.

Προς το παρόν θα αρκεστώ να σας διαβεβαιώσω ότι τίποτα το αξιόπιστο δεν έχει προκύψει από τις εφαρμογές αυτές και βεβαίως κανένα πρόβλημα Αισθητικής, Ηθικής ή Θεολογίας δεν έχει επιλυθεί με την αρωγή τους.

Ποιος είναι

Ο Ανδρέας Κ. Παπανικολάου είναι ομότιμος καθηγητής της Ιατρικής Σχολή του Πανεπιστημίου του Τενεσί, ήταν ο ιδρυτής και επί πολλά χρόνια διευθυντής του περίφημου Κέντρου Κλινικών Νευροεπιστημών στο Χιούστον και συνδιευθυντής του Ινστιτούτου Νευροεπιστημών του Νοσοκομείου Le Bonheur του Μέμφις.
Το 2002 ίδρυσε και διηύθυνε το Θερινό Ινστιτούτο Προχωρημένων Σπουδών της Διεθνούς Νευροψυχολογικής Εταιρείας και το 2008 έγινε πρόεδρος της Διεθνούς Εταιρείας για την Προώθηση της Κλινικής Μαγνητοεγκεφαλογραφίας.

Παράλληλα, θέλοντας να διατηρήσει τις στενές σχέσεις του με την Ελλάδα, έρχεται συχνά ως επισκέπτης καθηγητής Νευρολογίας στο Εθνικό και Καποδιστριακό Πανεπιστήμιο Αθηνών και είναι πρόεδρος του Κέντρου Εφαρμοσμένων Νευροεπιστημών του Πανεπιστημίου Κύπρου. Το συγγραφικό του έργο, πέραν της πολύ πλούσιας επιστημονικής αρθρογραφίας, περιλαμβάνει πανεπιστημιακά εγχειρίδια και αξιόλογες θεωρητικές μονογραφίες.


7/7/2018