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「 我們離賽博朋克的世界還有多遠?」
Figure 1: 夜之城夜景 (圖源:Cyberpunk Fandom)
雖然《賽博朋克:2077》是個虛構的故事,但是意識上傳/下載與虛擬實境似乎是人類發展接下來的必然:我們的意識被血肉之軀所限制,當身體死亡的那一刻便是我們意識終結的那一刻。而醫學存在的目的就是為了對抗這一點:延長我們的壽命,儘可能地延長我們意識存在於我們身體裡的時間。如果說科技的目的是提高人們的生活質量以及擺脫各種生理上的限制,那實現 「數字永生」 必定是人類想通過科技達到的最高境界:一個沒有任何痛苦與疾病的真真正正的「極樂世界」。
上傳意識第一步:了解大腦的結構
Figure 2: 神經元示意圖
是的,神經系統的工作基礎就是這麼簡單:一堆電流穿梭在不同的神經元之間。所以,我們的大腦說白了,就是一堆神經元組成的 「高速公路」 – 我們的思想、體驗、情感等等不過只是電流在不同的神經元裡穿梭以組成我們可以理解的記憶。因此,想要上傳意識,我們必須要先學會如何製造出這組高速公路的地圖 – 製造出我們大腦的連接組(connectome)。
Figure 3: Human Connectome Project, Phase I (圖源: NIH)
而製造連接組並不是那麼簡單的一件事。通常,動物的連接組是通過將動物的大腦造成許多組切片,並且在每一組切片裡注射一個螢光的追蹤劑以確定每一組連接的開始和結束的點位。很明顯,這種做法不適用於組建人類的連接組:畢竟腦子不是拼圖,拆散了就拼不回去了。此外,由於這種切片的製圖方法效率極其低下,基本只能用來製作大腦簡單物種的連接組圖。對於平均有著86,000,000,000個神經元人類,用切片的方法必定是不可能在合理的時間內做出所有人類的大腦連接組的。
不過隨著科技的發展,成功製作人類的連接組的指日可待。一篇來自2020年12月發表在Science Reports的熱乎乎的新文獻表示,幾位衝繩科學技術大學學院的研究人員發現,使用AI識別以及一種叫做擴散性核磁共振成像(Diffusion MRI, dMRI)的技術,科研人員可以先通過dMRI檢測水分子的位置並獲得連接組的成像,再使用AI來優化取得的像片以獲得大腦神經元的精確的連接結構。這項非侵入性的技術目前的focus在用於了解帕金森病或阿茲海默病患者的大腦中連接組的變化。但是,若此項技術真的有文獻裡所表達的那麼準確與快捷,它將會大大提高製作大腦連接組的效率與可行性,使得成功製作每個人的大腦連接組在未來成為可能。
獲得了連接組,我們必定能上傳意識了吧?
關於作者:
大家好,我叫Richard Dong,現在是加拿大滑鐵盧大學Medical Physics專業大三本科生。我對科學,尤其是生物和醫學,有著很大的興趣,也是我未來比較有興趣的一個發展的方向:)
開設本公眾號的想法是來自在2020年COVID-19疫情期間在各大平臺上所見到的亂七八糟的謠言。因此,我和小夥伴們想通過開創NG LAB的公眾號,能用有理有據的evidence給大家提供最有趣的科普和可以信賴的闢謠。
「尊重而不迷信權威,追求而不獨佔真理」。希望我們的分享能讓你在這個信息泛濫的時代找到一個你可以依靠的港灣。
Reference:
Carlos Enrique Gutierrez, Henrik Skibbe, Ken Nakae, Hiromichi Tsukada, Jean Lienard, Akiya Watakabe, Junichi Hata, Marco Reisert, Alexander Woodward, Yoko Yamaguchi, Tetsuo Yamamori, Hideyuki Okano, Shin Ishii, Kenji Doya. Optimization and validation of diffusion MRI-based fiber tracking with neural tracer data as a reference. Scientific Reports, 2020; 10 (1) DOI: 10.1038/s41598-020-78284-4