Minne, identitet och hjärnan

Det finns ett tankeexperiment som låter som ett partytrick men egentligen är en av de viktigaste frågorna i hela Biostasis Codex. Under åren byts nästan varje atom i din kropp ut mot en ny. Proteinerna i dina synapser idag är inte de proteiner som fanns där för tio år sedan. Ändå vaknade du i morse som samma person som gick och lade sig igår kväll: samma minnen, samma dialekt, samma irriterande låt fast i huvudet. Så här är frågan som är värd att ta på allvar. Om atomerna inte är du, vad är det då?

Svaret som biostasis bygger på är kort nog att få plats på en klisterlapp.Du är inte dina atomer. Du är sättet de är ordnade på.Allt som gör dig till dig, varje minne, varje preferens, den exakta formen av ditt sinne för humor, finns inte i materian i din hjärna utan i dess struktur: kopplingarna mellan ungefär 86 miljarder neuroner och de många biljoner kopplingarna mellan dem. Bevara den strukturen intakt och du har bevarat personen, även när atomerna kommer och går. Det här är den bärande tes som ligger till grund förbiostasis, så det är värt att se exakt varför det inte bara är en tröstande historia.

Minnen är fysiska, inte magiska

När du lär dig något och det fastnar, sker en fysisk förändring inne i ditt huvud. Kopplingarna mellan neuronerna, synapserna, stärks, försvagas, bildas och försvinner. Lägg ner ett nytt minne och du har bokstavligen omkopplat en liten del av din hjärna. Neuroscientists kallar det härsynaptisk plasticitet, och det är anledningen till att ett minne kan överleva de molekyler som först kodade det. Mönstret är det viktiga. Molekylerna är bara det mönstret råkar vara skrivet på, precis som en mening inte bryr sig om vilka specifika bläckdroppar som stavar den.

Det här är också varför ett hårt slag mot huvudet, en stroke eller en sjukdom som Alzheimers kan radera minnen eller förändra en personlighet: de skadar den fysiska strukturen. Informationen och kopplingarna är samma sak sedd från två håll. Det finns ingen separat, spöklik arkivlåda där dina minnen förvaras; det finns bara vävnadens ordning.

Du är ett mönster, och mönster kan överleva sitt underlag

Om identiteten lever i strukturen snarare än i specifika atomer, följer en slående slutsats. Mönstret kan i princip överleva vilken kopia som helst av sig själv, precis som texten i en bok överlever när den flyttas från en första upplaga till en pocketutgåva till en skärm. Neuroscientisten Sebastian Seung uttryckte det lika rakt som det kan uttryckas när han summerade ett decennium av hjärnkartläggning i fyra ord.

Jag är min connectome.
Sebastian Seung, beräkningsneuroscientist, i sitt2010 föredrag och sin bok Connectome

Connectomet är den fullständiga kartan över de kopplingarna, den fullständiga kopplingsschemat för en hjärna. Seungs påstående, och biostasis tes, är att om du bevarar connectomet bevarar du personen. Atomerna är utbytbara. Ordningen är det inte. Det här är samma intuition som Tim Urban utforskar, med fler skämt och fler streckgubbar, ivad som gör dig till dig, som är värt att läsa direkt efter den här.

Varför detta förändrar vad vi måste bevara

Notera vad detta gör med ingenjörsproblemet. Om det krävdes att du själv höll varje cell metaboliskt aktiv för att vara dig, skulle bevarande vara hopplöst, eftersom vi inte kan hålla en hel hjärna igång utanför en levande kropp. Men vi behöver inte hålla hjärnanaktiv. Vi behöver hålla denintakt. Vi måste hålla strukturen stilla.

Det är ett mycket lättare mål, och det är ett som fysiken redan låter oss träffa. Kyl hjärnan tillräckligt mycket och molekyler kan inte längre röra sig förbi varandra, och därför upphör all nedbrytning effektivt. Informationen ligger suspenderad på plats, inte aktiv men inte heller förfallande, på samma sätt som en pausad film håller en enskild bildruta obegränsat. Det är hela anledningen till att kryopreservering siktar på struktur snarare än funktion, och varför det sker vid-196°C: det är långt under glasövergångstemperaturen där den vitrifierade lösningen upphör att bete sig som en vätska, så mönstret väntar helt enkelt. Uppgiften för själva proceduren, från denvitrifieringen som undviker destruktiv is till dekryoprotektanter som gör det möjligt, är en enda sak: skydda kopplingen.

Kopieringsproblemet, och varför kontinuitet spelar roll

Mönsteridentitet har en obekväm implikation. Om du är uppställningen snarare än atomerna, så är en perfekt kopia av uppställningen också du. Gör två kopior och det finns två av dig, var och en med lika stark anspråk på namnet.

Det finns två ärliga positioner här, och skillnaden är inte akademisk. Den ena hävdar att mönstret är allt som finns, så en tillräckligt trogen rekonstruktion är personen, oavsett vad som hände däremellan.Ariel Zeleznikow-Johnston, en neurovetare vid Monash, lägger fram det strukturella fallet i boklängd: det som gör dig mentalt unik är kodat i din connectom, så att bevara den strukturen bevarar personen.

Den andra positionen, och den som denna Biostasis Codex utgår ifrån, lägger till ett krav. Det som gör dig till dig är mönstret plus den obruten tråd av samma fysiska system som bär det vidare. Ur det perspektivet är en kopia en ny person som av en slump minns ditt liv, och originalet är ändå borta.

Biostasis behöver inte argumentet avgjort, och det är det praktiska skälet till det. Kryopreservering är ingen kopiering. Den bevarar den ursprungliga hjärnan, samma fysiska materia, och pausar den. Ingenting transkriberas och ingenting byggs upp igen från en skanning, så kontinuiteten i substratet bryts aldrig. Oavsett vilket ståndpunkt som visar sig vara rätt, uppfyller bevarandet av den ursprungliga strukturen den.

Frågan om kopian blir bara brådskande för tillvägagångssätt som läser ut en hjärna och rekonstruerar den någon annanstans. Det är ett annat påstående, och det förtjänar en egen artikel snarare än ett stycke här.

Den ärliga osäkerheten

Här är den del som förtjänar ett klart huvud snarare än en säljpitch. Ingen kan idag ta en bevarad connectom och läsa tillbaka personen ur den. Tekniken att kartlägga en hel mänsklig hjärna på synapsupplösning, reparera skadorna och återställa funktionen existerar ännu inte, vilket är precis varföråterupplivning för närvarande inte är möjlig. Det finns också en genuin vetenskaplig debatt om hur mycket av identiteten som består av den statiska kopplingen jämfört med den pågående elektriska och kemiska aktiviteten, den del som upphör vid döden. Minnena kan också delvis lagras utanför synapsen, iepigenetiska märken, intracellulär RNA eller perineuronala nät som omger neuronerna, alla strukturer snarare än aktivitet. Den konservativa, och jag tror korrekta, ståndpunkten är att bevara så mycket struktur som möjligt fullständigt och låta en mer kapabel framtid avgöra hur mycket av den som behövdes.

Det vi med säkerhet kan säga är den del som spelar roll för beslutet. Minne och identitet är fysiska. Fysiska strukturer kan bevaras. Och att bevara dem kräver inte att någon återupplivas idag, bara att mönstret hålls intakt tills någon kan det. Att behandla det somett ingenjörsproblem snarare än ett metafysiskt är det som förvandlar en skrämmande abstraktion till en checklista.

Det är den tyst radikala idén under hela detta ämne. Bevara strukturen, och du bevarar personen. Resten av livspausandets vetenskap handlar om detaljerna i hur vi skyddar den strukturen under minuterna, timmarna och århundradena efter att hjärtat stannat.

Fortsatt läsning

• Vad gör dig till dig, av Tim Urban
• Vad är skillnaden mellan frysning och vitrifiering?
• Varför är återupplivning för närvarande inte möjlig?
• Terminologisk ordlista