Omul de ştiinţă român Sorinel Oprişan este câştigătorul unui „grant” de cercetare acordat de guvernul american în valoare de 500.000 $. Banii provin de la Fundaţia Naţională pentru Ştiinţe (NFS), fondată de către Congresul SUA în 1950. NFS a finanţat cu bani de la bugetul federal (7 miliarde de dolari) aproximativ 20% din cercetarea fundamentală desfăşurarată în colegiile şi universităţile americane.
Oprişan a obţinut un doctorat în fizică teoretică la Iaşi, este specializat în ştiinţe neuronale computaţionale iar în prezent lucrează în departamenetul de fizică şi astronomie al Universităţii Charleston. Spune că a primit fondurile de la guvernul american pentru un proiect care integrează modelarea matematică şi computaţională aplicată la funcţionarea creierului uman.
Să ne temem de ştiinţele computaţionale?
Sorinel Oprişan: Este vorba de o ştiinţă interdisciplinară care are ca scop folosirea computerelor în modelarea activităţii cerebrale – ceea ce sună foarte vag şi poate include aproape orice pentru că astăzi, spre deosebire de anii ’80, computerele sunt folosite peste tot. In general, ştiinţele neuronale (neurosciences) reprezintă un domeniu interdisciplinar cu o definiţie vagă – studierea creierului uman. Creierul uman este compus din celule specializate numite neuroni care comunică între ele prin semnale electrice. Fiecare neuron primeşte simultan semnale electrice de la câteva mii de alţi neuroni, le „sumează” într-un mod neliniar, şi generează, la rândul lui. un semnal electric către alţi neuroni. Arhitectura paralelă de procesare a informaţiei permite creierului uman, care operează cu semnale ce se propagă foarte lent (undeva în domeniul milisecundelor), să aibă o capacitate de procesare a informaţiei mult mai mare şi să fie mai rapid decât cele mai moderne computere.
E periculos că „Facebook” ocupă tot mai mult timp din programul copiilor?
S.O.: Fără îndoială că internetul a schimbat radical modul în care comunicăm, informaţia circulă mult mai repede şi acest fapt a produs modificări majore în modul în care creierul nostru procesează şi selectează informaţia. Cred că vom asista la o eliminare treptată a activităţilor motorii în culegerea şi procesarea informaţiei. Deja nu mai avem nevoie să ţinem efectiv în mână şi să întoarcem paginile cărţilor ci le întoarcem electronic ca pe iPad sau folosind camera video integrată în computer care identifică unde se focusează privirea noastră în pagină şi răspunde inteligent la comenzi vizuale. Cred că această tendinţă va continua până la integrarea completă a unor interfeţe între creierul uman şi calculatoare pentru a extinde domeniul spaţial şi temporal din care ne extragem informaţia.
Cât de „periculoasă” este viaţa în mediul virtual?
S.O.: Creierul nostru evoluează continuu, în fiecare zi se schimbă în creierul nostru milioane de conexiuni între neuroni, accesăm şi rescriem memorii şi impresii, adăugăm cunoştinte noi etc. Evident că orice activitate umană, totul trebuie făcut cu moderaţie. În acelaşi timp, standardele depind de vârstă, educaţie, cultură etc. E drept că eu nu folosesc la fel de mult Facebook ca studenţii mei, dar stau în spaţiul virtual cel puţin la fel de mult ca ei, adică măcar 8-10 ore pe zi.
Cercetările dumneavoastră ar putea ajuta la ameliorarea unor boli neurologice?
S.O.: Aproape tot ceea ce se face în ştiinţele neuronale urmăreşte îmbunătăţirea performanţei creierului uman sau ameliorarea unor boli. Grantul pe care l-am primit are, printre altele, drept obiectiv investigarea mecanismelor care conduc la sincronizarea activităţii neuronilor din creier. Dacă veţi analiza o electroencefalogramă, veţi vedea că înregistrările obţinute simultan de la cei 24 de electrozi arată destul de haotic, fără semne de repetabilitate. Dacă însă veţi vedea electroencefalograma unui pacient în timpul unei crize de epilepsie, veţi constata că ceva este diferit pentru că majoritatea înregistrărilor de la cei 24 de electrozi distribuiţi în jurul creierului arată identic. Această sincronizare a activităţii neuronale peste zone întinse din creier nu este benefică. Grantul pe care l-am primit va ajuta la elucidarea mecanismelor care produc astfel de sincronizări între neuroni cu scopul de a identifica focarele epileptice şi de a propune mecanisme noi pentru eliminarea acestor focare.
Cum va arăta viitorul?
S.O.: În 10 ani vom asista la integrarea interfeţelor electronice între creierul uman şi calculatoare. Aceasta va permite comunicarea directă, fără tastatură, între noi şi maşini. În 20 de ani probabil tehnologia va fi disponibilă pentru consum, aşa încât un simplu implant sau chiar un dispozitiv extern, gen „Blue-tooth”, ne va conecta direct la proteze inteligente. Există deja procesoare electronice care au fost testate pe pisici şi care înlocuiesc zone întregi din centrii vizuali din creier şi permit pisicii să reînveţe să distingă obiecte, să le ocolească şi să răspundă normal după o leziune care a distrus complet centrii vizuali. E drept că aceste circuite electronice sunt destul de mari – de mărimea unei cutii de chibrituri – în momentul de faţă şi sunt externe.
Vom trăi mai mult?
S.O.: Medicina va continua să progreseze şi soluţii noi vor împinge vârsta medie tot mai sus. Cu toatea astea, evident, corpul uman are limite biologice. Într-un viitor nu prea îndepărtat vom reuşi să descifrăm cum este stocată informaţia în creierul uman, unde şi în ce formă sunt stocate memoriile noastre. Aceasta va permite stocarea unei imagini numerice a creierului pe un suport extern, ca de exemplu un hard disk, similar cu modul în care astăzi stocăm sistemele de operare pentru computere. Nu ştim exact de ce îmbătrânim. Geneticienii au identificat o genă (SIR2) care pare să fie implicată în procese metabolice şi de îmbătrânire a celulelor. La nivel de cromozomi, se pare că îmbătrânirea este legată de existenţa unor secvenţe de DNA care protejează cromozomii în timpul diviziunii celulare. Se pare ca acestea se degradează treptat şi, din acest motiv, celulele corpului nostru se pot înmulţi numai de un număr limitat de ori după care îşi încetează definitiv existenţa.
Şi atunci spre ce ne îndreptăm?
S.O.: Cred că genetica este ştiinţa care va revoluţiona modul în care înţelegem limitele biologice. Dacă vreţi, codul genetic este pentru noi ca fiinţe biologice un fel de program similar cu instrucţiunile pe care noi le scriem pentru calculatoare. Manipularea codului genetic uman este un subiect extrem de delicat deoarece ridică probleme de etică profesională care nu pot fi ignorate.
„Protezele inteligente vor răspunde nevoilor persoanelor „
Profesorul Oprişan consideră că, în curând, persoanele care şi-au pierdut o mână sau un picior vor putea să depăşească mult mai uşor acest handicap apelându-se la proteze foarte inteligente.
„Protezele sunt dispozitive mecanice care înlocuiesc părţi ale corpului, de exemplu o mână. Chiar şi cele mai avansate proteze care există astăzi sunt dispozitive greoaie pe care persoana care le poartă trebuie să înveţe să le folosească, să îşi adapteze treptat comportamentul ca să corespundă cu dispozitivul mecanic ataşat. Ştiinţele neuronale au stabilit de mai bine de un secol că fiecare activitate motorie este controlată de o anumită zonă a creierului şi au izolat cu destulă precizie tipul de semnale electrice pe care respectiva zona din creier le generează ca să stimuleze muşchii ce produc mişcarea. O proteză inteligentă este un dispozitiv mecanic similar cu cel existent astăzi dar care este controlat de un calculator programat să adapteze răspunsul protezei la semnale primite de la creier. În felul acesta fiinţa umană nu trebuie să îşi adapteze modul de gândire şi reacţie la cum funcţionează o proteză, ci proteza îşi adaptează răspunsul la multitudinea de gânduri şi activităţi imaginate de creier.”
