Prof. Edvard Moser: „Neuroștiința evoluează cu o viteză accelerată” 

Panelul pentru Viitorul Științei și Tehnologiei (STOA), în colaborare cu Inițiativa Internațională pentru Creier (IBI) și Fundația Kavli, a organizat la Parlamentul European atelierul „Inițiativa Internațională pentru Creier – Modelarea viitorului neuroștiințe coordonate la nivel global”, al cărui vorbitor principal a fost prof. Edvard Moser, director fondator al Institutului Kavli pentru Neuroștiința Sistemelor și codirector al Centrului pentru Calcul Neural

Într-un interviu pentru Science Media Hub, prof. Edvard Moser* vorbește despre evoluția spectaculoasă a neuroștiinței .

Maria DRAGOMIR

Rep: În ciuda evoluțiilor recente în neuroștiințe, creierul (uman) rămâne un mare necunoscut. În opinia dvs., câte știm despre creier?

1. M. Deși ne lipsesc multe informații, neuroștiința s-a dezvoltat enorm în ultimele decenii. În secolul trecut s-a pus accentul în special pe celulele individuale, însă creierul este o colecție de neuroni care lucrează împreună – iar înțelegerea acestui ansamblu ne va permite să aruncăm o privire asupra funcțiilor cerebrale superioare, cum ar fi cunoașterea, imaginația, memoria, planificarea, luarea de decizii.  O astfel de cercetare a rețelelor neuronale nu a fost posibilă din punct de vedere tehnic. Dar acum puteți efectua înregistrări simultane în multe mii de celule, ceea ce permite o înțelegere mecanicistă care nu era posibilă înainte. Pe scurt, deși am putea spune că neuroștiința este încă la început, ea evoluează cu o viteză accelerată, iar noile descoperiri/cunoștințe vor urma în curând această dezvoltare.

Rep: Care este cel mai interesant lucru neștiut despre creierul uman?

1. M. Sunt interesat în special de funcțiile cognitive, de modul în care gândim. Poate că funcția la nivel înalt cel mai puțin înțeleasă este conștiința, acea caracteristică specifică omului care duce la conștiința de sine, a propriilor acțiuni, gânduri … chiar și a noastră. Cu toate acestea, având în vedere complexitatea sa, cred că va fi probabil una dintre ultimele întrebări de rezolvat.

Rep: Neuroștiința este caracterizează de complexitatea sa. Cum ar putea noile tehnologii (de exemplu, inteligența artificială și Big Data) să ne ajute să înțelegem mai bine cum funcționează creierul?

1. M. În primul rând, deși nu reprezintă neapărat o tehnologie nouă, metodele statistice noi, dezvoltate pentru a reduce complexitatea datelor și a se concentra asupra dimensiunilor dominante care explică varianța, ajută la extragerea informațiilor semnificative din date. În al doilea rând, inteligența artificială și învățarea automată pot interpreta mai bine tiparele „ascunse” sau nu atât de evidente în date.

Rep: Din punctul dvs. de vedere, care a fost cea mai revoluționară tehnică din neuroștiințe din ultimii zece ani?

1. M. N-aș putea alege doar una. Pe de o parte, evoluțiile tehnice, precum sondele de neuropixel – cip-uri cu mii de site-uri de înregistrare – au permis înregistrarea simultană a activității a sute până la mii de celule. Similar, tehnicile de imagistică, precum microscopia cu doi fotoni în combinație cu indicatorii fluorescenți permit investigarea activității celulare în timpul comportamentului normal la animale. În plus, metodele de manipulare a activității anumitor neuroni, de exemplu optogenetica, ne-au permis să explorăm rolurile anumitor tipuri de neuroni. Și, bineînțeles, dezvoltarea instrumentelor statistice și analitice necesare pentru a oferi un sens cantității uriașe de date generate cu tehnicile sus amintite.

Rep: Care vor fi cele mai dezbătute subiecte din neuroștiințe în următorii 5-10 ani?

1. M. În general, cred că este de așteptat progresul în baza neuronală a funcțiilor cerebrale avansate, de la memorie la gândirea abstractă sau chiar la limbaj, care sunt cel mai dificil de investigat. Acest progres va depinde de progresele anterioare în înregistrările populației celulare și datele comportamentale, de exemplu. Cu toate acestea, un alt punct important este că lipsește încă o bază teoretică pentru a explica rezultatele obținute cu aceste evoluții tehnice. Prin urmare, neuroștiința teoretică este un domeniu cu potențial de dezvoltare.

Rep: Creierul a fost comparat cu un computer. Cât de exactă este această comparație?

1. M. În ciuda asemănărilor superficiale dintre creier și computer, există mai multe diferențe, inclusiv viteza de procesare mult mai mică a creierului și eficiența energetică ridicată a acestuia. Dar una dintre cele mai mari diferențe față de computerele tradiționale este că creierul poate prelucra informații în mod interactiv pe sute de canale de procesare. Acestea fiind spuse, calculul paralel poate procesa simultan mai multe linii de informații în mod similar creierului. Pentru toate cele de mai sus, cred că analogia creier-computer este una limitată, deși analogia este încă utilă în descrierea multor proprietăți ale funcției creierului.

Rep: De ce sunt necesare eforturi de colaborare internațională precum Inițiativa Internațională pentru Creier (IBI) sau Proiectul European pentru Creierul Uman pentru cercetarea în neuroștiințe?

1. M. Colaborarea internațională este importantă la două niveluri. În primul rând, este necesară o colaborare internațională la scală redusă (de la laborator la laborator), deoarece neuroștiința este un domeniu interdisciplinar. Matematicienii, biologii și informaticienii trebuie să-și unească eforturile.

În al doilea rând, inițiativele la scară largă precum IBI sau European Human Brain Project au fost vitale pentru a permite mari dezvoltări tehnologice. De exemplu, inițiativa BRAIN a lucrat în special la dezvoltarea de noi tehnici pentru cercetarea neuroștiinței care ar servi drept bază pentru extinderea cunoștințelor noastre asupra creierului.

Rep: Un factor limitativ important pentru colaborarea științifică este formatul de date. Cum se facilitează partajarea și reutilizarea datelor?

1. M. Trebuie să existe o coerență a datelor. Neurologii se ocupă de această problemă de ceva vreme, dar fiecare experiment necesită un anumit format de date, care limitează standardizarea. Cu toate acestea, există deja o conștientizare cu privire la necesitatea partajării datelor accesibile și, prin urmare, la necesitatea colectării, curățării și întreținerii datelor. O funcție implementată acum de inițiativa europeană EBRAINS, de exemplu.

Rep: Proiectul Human Connectome urmărește cartografierea creierului. Care credeți că va fi rezultatul?

1. M. Proiectul Human Connectome este ca un atlas. Ajută la cunoașterea localizării anumitor neuroni sau conexiuni din creier, dar nu poate oferi informații despre cum funcționează. Cu toate acestea, odată disponibile, aceste informații vor fi un punct de plecare pentru viitoarea analiză funcțională.

Rep: Există provocări etice asociate cu neuroimplanturile sau interfețele creier-computer?

1. M. Interfețele creier-computer folosesc un computer pentru a înregistra sau interpreta semnalele creierului care sunt utilizate pentru proteze (de exemplu, pentru persoanele paralizate care pot să aprindă luminile gândindu-se la asta), sau viziunea artificială (o tehnologie – de obicei implanturi vizuale – care permite oamenilor nevăzători să vadă prin transmiterea imaginilor către creier fie prin camere, fie prin tablouri de fotoreceptoare).

Pentru proteze nu ar exista probleme etice majore, deoarece computerul îndeplinește pur și simplu o sarcină specifică pe care pacientul nu o poate face în mod normal din cauza vătămării sau a bolii. Cu toate acestea, dacă procesul ar fi opus, pentru a transfera informații în creier, de exemplu, creând amintiri sau ștergându-le din creier, atunci ar exista probleme etice evidente. Cu toate acestea, este o posibilitate foarte îndepărtată astăzi, deoarece, spre exemplu, amintirile sunt larg distribuite în creier și nu avem acces la neuronii specifici implicați într-o memorie specifică, deci din punct de vedere tehnic este cu greu posibil în acest moment. Cu toate acestea, neuroștiința și etica trebuie să se întâlnească pentru a evita posibile situații viitoare în care nu vrem să intrăm.

Rep: Ce părere aveți despre neuroetică în general?

1. M. Etica trebuie implicată de la început și trebuie să evolueze împreună cu cercetarea în neuroștiințe. Cele mai multe probleme etice vor apărea probabil în viitor, deoarece cercetarea nu este încă atât de avansată încât accesul la date private, precum gândurile, ar putea fi posibil. Cu toate acestea, trebuie să fim conștienți de aceste probleme și să fim pregătiți pentru ceea ce urmează.

*În 2014, prof. Edvard Moser a câștigat, împreună cu soția sa de atunci și colaboratorul pe termen lung May-Britt Moser, premiul Nobel pentru fiziologie sau medicină pentru descoperirea „celulelor de rețea”: un tip de celulă nervoasă, care permite poziționarea și navigarea precise, un fel de „GPS interior”.

Sursă articol: https://sciencemediahub.eu