Nuestro propio cerebro es el equivalente a la Vía Láctea, y lo que se ha entendido está en la escala del sistema solar.
Es decir, no solo somos incapaces de saber cómo funciona exactamente el cerebro, también estamos muy, muy lejos de tener incluso una comprensión aproximada de nuestro propio cerebro, prácticamente en todos los niveles.
Desde el punto de vista de los datos y la ciencia, el cerebro es bastante similar a la Vía Láctea en muchos parámetros.
- ¿Qué pasaría si Estados Unidos tuviera heladas en el verano?
- ¿Quiénes son algunos científicos famosos que no han recibido un premio Nobel?
- ¿Es el emprendimiento un arte o una ciencia?
- ¿Por qué el efecto Coriolis es cero en el ecuador?
- Supongamos que tiene la capacidad de mover su rango de luz visible a cualquier parte del espectro electromagnético, ¿cómo diferiría su perspectiva visual de la realidad entre los rangos de longitud de onda?
1. La pura complejidad (ya sea del cerebro o de la galaxia) está más allá de la imaginación más salvaje. Más específicamente, en la actualidad solo tenemos algunas ideas muy vagas sobre los siguientes hechos clave, que podrían estar fuera de magnitud.
a. Para empezar, ni siquiera sabemos realmente cuántas neuronas hay en nuestro propio cerebro. Sin mencionar cuántos de ellos se están utilizando.
La estimación más reciente y precisa es que el cerebro humano contiene 86 billones (~ 10 ^ 11), más o menos varias docenas de billones, tal vez. E incluso este número es una suposición descabellada, porque simplemente no hay una manera de contar con seguridad las neuronas individuales en un ser humano vivo . El número se deriva de un par de experimentos aproximados, que incluyen un examen relativamente tosco de varias muestras de cerebro postmortem. Así que cualquiera puede adivinar cómo es el número.
Entonces, sin saber este número tan básico, todas las siguientes preguntas son simplemente imposibles de responder, como cuántas neuronas utilizamos realmente, cuál es la capacidad máxima del cerebro humano, etc.
Referencia: Fraccionador isotrópico: un método simple y rápido para la cuantificación de los números totales de células y neuronas en el cerebro
Un número igual de células neuronales y no neuronales hacen que el cerebro humano sea un cerebro de primate isométricamente ampliado DOI: 10.1002 / cne.21974
segundo. Hay al menos un número igual de células no neuronales que desempeñan un papel fundamental en la realización de todo tipo de funciones del cerebro, incluidos los sentimientos y los pensamientos.
Una clase específica de tales células se llama neuroglia (o glía), que puede clasificarse en 3 subtipos principales: microglia, macroglia y otros tipos. Las células gliales son esenciales para mantener las funciones neuronales en todos los aspectos, como proporcionar el apoyo físico necesario, nutrientes, aislamiento, etc. Muy recientemente, se acaba de descubrir que también forman conexiones específicas con ciertas neuronas, por lo que desempeñan funciones importantes en actividades neuronales como Como pensamiento y recuerdos.
Una caricatura que representa tres clases importantes de células de la glía: Microglia (marrón), Astrocitos (verde) y Oligodendrocitos (azul claro). Funcionan como las rejillas, los enchufes, los recubrimientos, los adaptadores, los multiplicadores … (todo excepto los cables) de un chip eléctrico, hacen y ajustan sus salidas de señalización.
Fuente: www.123rf.com/Clipart-vector/neuron_brain.html
Sin embargo, aunque esta clase especial de células fue descubierta hace más de un siglo (1846 por Rudolf Virchow), no fue sino hasta este siglo en que comenzamos a vislumbrarlas . De hecho, la estimación de 86 mil millones de células gliales en el cerebro es literalmente una suposición salvaje, y el número real puede ser varias magnitudes más altas. Un factor particularmente complicado es que las células son mucho más pequeñas y están creciendo, dividiéndose y muriendo activamente. Por lo tanto, podría ser seguro decir que realmente sabemos muy poco de ellos, incluso en términos de números.
do. Las posibles conexiones entre las neuronas son mucho mayores que la cantidad de estrellas en la Vía Láctea.
Digamos que hay ~ 170 mil millones de células (neuronas + células gliales) que son críticas para la función de nuestro cerebro. Esto es más o menos comparable a la estimación aproximada de 100-400 billones de estrellas en la Vía Láctea. Sin embargo, al igual que las estrellas son solo una pequeña fracción de los secretos del universo, la única existencia de neuronas por sí solas no importa mucho a cómo nos sentimos o pensamos.
Lo que importa son sus conexiones: cómo las neuronas se comunican entre sí. Las neuronas confían en algunas pequeñas estructuras altamente dinámicas, llamadas sinapsis , para llevar a cabo sus funciones. Las sinapsis son estructuras similares a una protuberancia que permiten que una neurona pase una señal eléctrica o química a otra. Sin sinapsis, una neurona es como un cable sin las articulaciones correctas, lo cual es inútil , literalmente.
(Para obtener una explicación más detallada sobre las sinapsis químicas, lea la respuesta de Jenny ZW Li a ¿Cuáles son los hechos más alucinantes sobre el cerebro humano?).
¿Cuántas sinapsis tiene una neurona típica? En la escala de 5,000-10,000, aunque nadie lo sabe con certeza, porque no se pueden detectar in vivo con las tecnologías actuales. Por lo tanto, en conjunto, se estima que son 100-1,000 trillones (10 ^ 14-10 ^ 15) de conexiones de sinapsis en el cerebro . Eso es al menos 1000 veces más que las estrellas en la forma de la leche.
Las sinapsis en nuestro cerebro son mucho más densas que esto:
re. Pero este tipo de conexiones sinápticas solo cuentan para una pequeña porción de la complejidad.
Derecha. El número total de 100 trillones, por abrumador que parezca, sigue siendo una pequeña parte de las vastas incógnitas.
yo. Este número solo tiene en cuenta un tipo de conexiones sinápticas, las sinapsis químicas. Si bien hay al menos otras dos formas en que las neuronas pueden comunicarse entre sí. Uno es otro tipo de conexiones sinápticas llamadas sinapsis eléctricas, que a menudo se encuentran al lado de las sinapsis químicas.
Un esquema que compara los dos tipos de sinapsis: eléctrico y químico.
El otro tipo se llama señalización neuronal retrógrada (de largo alcance) como el óxido nítrico (NO). Este tipo de molécula puede difundirse libremente en el cerebro y afectar a muchas neuronas al mismo tiempo.
Una caricatura muestra cómo una neurona puede “confundirse” por las tres señales que recibe al mismo tiempo.
ii. No tenemos ideas sobre cómo interactúan las neuronas, las células gliales y otros tipos de células no neuronales importantes. Este misterio es como un gran agujero negro que nubla las poblaciones de 86 mil millones de células y más.
2. Al igual que el estudio con el universo, en comparación con las incógnitas desconocidas que se encuentran frente a nosotros, las herramientas que tenemos ahora son extremadamente pobres y limitadas. Y esto no cambiará mucho, al menos en el futuro cercano.
Esto se debe a una paradoja fundamental en términos de estudios experimentales: debido a que no existen buenos sustitutos para estudiar los cerebros humanos, los esfuerzos para comprender nuestro propio cerebro se limitan principalmente a los métodos intactos y sin interrupciones debido a razones éticas aparentes. Por lo tanto, la gran mayoría de sus secretos son simplemente encerrados e irrecuperables.
Para ponerlo en contexto, un caso similar es nuestro esfuerzo por comprender y curar el cáncer. Encontramos excelentes sustitutos como modelos de ratones y ratas. En las últimas décadas, se sacrificaron decenas de millones de ratones para la investigación experimental. Sin ellos, no podremos obtener tal avance en los tratamientos contra el cáncer.
Desafortunadamente, el cerebro de un ratón o una rata es demasiado simple para ser un buen sustituto del cerebro humano, aunque estos estudios nos enseñan una gran cantidad en el pasado y en el presente. Hoy en día los monos se utilizan cada vez más en los estudios cerebrales, que sin duda contribuyen a los avances en la investigación cerebral.
Sin embargo, los aspectos verdaderamente únicos del cerebro humano, como el procesamiento del lenguaje “natural”, o las emociones abstractas como la conciencia o la ética, simplemente no se pueden replicar en ningún modelo manipulador hasta el momento, o en un futuro cercano.
No hace falta decir que, en las últimas dos décadas, hicimos un avance sin precedentes en el desarrollo de la IA, como lo que hemos ganado en la comprensión del universo.
Al mismo tiempo, recuerde que la IA más avanzada, como AlphaGo, está ocupando> 1000 veces más espacio, quemando> 1000 veces más energía (bueno, estoy lanzando una suposición salvaje aquí), pero solo es capaz de vencer a la humana cerebro en una cosa, y una sola cosa.
Modificado de The Economist. Confrontación
Aparentemente hay un largo, largo, largo camino por recorrer. ¿Podemos crear una réplica comparable (también conocida como AI) de nuestro propio cerebro, cuando solo entendemos una fracción tan pequeña? Dudo seriamente al respecto. Pero, por supuesto, es un misterio continuo que solo el tiempo puede decir.