In un'immagine tratta dal lavoro del team di Jack Gallant a Berkeley, le parole che rappresentano concetti diversi si sovrappongono su aree della corteccia cerebrale dove provocano le risposte più forti; sono codificate a colori per categoria di idee che esprimono. Foto: Alex Huth/The Gallant Lab a UC Berkeley
Arrivano le macchine per leggere
la mente.
Scansioni cerebrali sempre più
sofisticate si combinano con l'intelligenza artificiale per produrre strumenti
in grado di tracciare i pensieri, testare la veridicità di quello che dite e,
un giorno, forse, rendere le vostre conoscenze ed esperienze disponibili anche
dopo il fine vita.
La risonanza magnetica per
immagini (Mri), entrata nell’uso comune negli anni '80, ha reso visibile il
cervello umano come mai prima. Per la prima volta, si è potuto vedere il
tessuto cerebrale molle di un soggetto vivente, a un livello di dettaglio che
poteva essere osservato in precedenza solo nelle autopsie. Per i medici che
cercano di aiutare i pazienti il cui cervello è stato danneggiato o si è
ammalato, la risonanza magnetica ha fornito una preziosa istantanea della loro
condizione. Negli anni '90, i ricercatori hanno iniziato a misurare i
cambiamenti nelle regioni cerebrali utilizzando una risonanza magnetica
funzionale (fMRI). La tecnica rileva il flusso sanguigno ossigenato, rivelando
l'attività cerebrale, non solo la sua struttura. Per i neuroscienziati
cognitivi, che studiano i processi mentali, la fMRI era una manna dal cielo: Ha
permesso di identificare in quali parti del cervello reagiscono, per esempio,
volti, parole o odori. Era una finestra attraverso la quale vedere il cervello
che dà un senso al mondo esterno. Improvvisamente era possibile vedere il
pensiero umano che si increspa attraverso le regioni color arcobaleno delle
scansioni cerebrali. Oggi, alla fMRI si sono aggiunti nuovi strumenti, alcuni
ancora in fase di sviluppo, che consentirebbero agli scienziati di tracciare
gli stati mentali umani con sempre maggiore precisione. I ricercatori stanno
generando enormi quantità di informazioni sulla scansione cerebrale, e stanno
analizzando questi insiemi di big data con le più recenti tecniche di calcolo,
in particolare l'apprendimento automatico, un sottocampo dell’intelligenza
artificiale (IA) specializzato nel trovare modelli di comportamento sottili e
difficili da rilevare. A che cosa corrisponde tutto ciò? All'inizio di una
rivoluzione. Gli scienziati stanno cominciando a svelare il quesito di come i
cervelli materiali formano le menti immateriali. Sebbene motivata
principalmente da obiettivi medici e terapeutici, questa ricerca può avere il
massimo impatto pratico in settori quali il marketing dei prodotti, le
interfacce informatiche e la giustizia penale. In definitiva, può aiutare a
rispondere a domande fondamentali sulla coscienza e il libero arbitrio, o
addirittura aprire la strada alla conservazione della conoscenza e della
memoria degli individui molto tempo dopo che il loro corpo ha cessato di
vivere. Alcune funzioni mentali, come la paura o il riconoscimento dei singoli
volti, sembrano coinvolgere sezioni specializzate del cervello e sono quindi
relativamente semplici da rilevare. Ma altre sono più distribuite, attivando
contemporaneamente molte parti diverse del cervello; la fMRI può rilevare
queste attivazioni correlate, e l'apprendimento automatico può trasformare i modelli
in descrizioni sorprendentemente specifiche di ciò che un soggetto sta pensando
o facendo. È come passare dall'identificazione di singole lettere alla lettura
di parole e frasi. Infatti, percepire a quali parole o categorie di parole si
sta pensando è uno dei risultati più impressionanti delle moderne neuroscienze
cognitive. Jack Gallant e i suoi laboratori della University of California,
Berkeley, hanno prodotto una mappa straordinariamente dettagliata di quali
sezioni del cervello reagiscono a diverse parole e concetti semantici. In un
articolo del 2016 sulla rivista Nature, hanno descritto un esperimento in cui
sette volontari hanno ascoltato due ore di storie tratte da "The Moth
Radio Hour", un popolare podcast narrativo, mentre le loro teste riposavano
nella culla su misura di una macchina fMRI.
I ricercatori hanno registrato i
cambiamenti nel flusso sanguigno di ognuna delle decine di migliaia di voxel,
ovvero le unità di misura in una griglia tridimensionale di posizioni nel
cervello. Hanno poi raggruppato le parole pronunciate nelle storie in 985
categorie, ognuna delle quali rappresenta una dimensione semantica comune.
Correlando l'attività cerebrale con le parole usate per raccontare le storie,
sono stati in grado di produrre una mappa dettagliata che rivela dove queste
parole e concetti sono stati elaborati nel cervello. Studiare le reazioni
cerebrali di ogni individuo, allo scopo di leggere nel pensiero, è un'impresa
notevole ma troppo idiosincratica per avere valore pratico. Sembra, tuttavia,
che il cervello delle persone organizzi ed elabori le stesse informazioni in
modi simili. In un articolo del 2011 pubblicato sulla rivista Trends in
Cognitive Sciences, Russell Poldrack (ora alla Stanford University) e i suoi
collaboratori sono stati in grado di prevedere con elevata precisione in quale
di un insieme di compiti mentali un individuo era impegnato, basandosi
esclusivamente su studi condotti su altre persone. Questi compiti includevano,
per esempio, chiedere ai soggetti di prova di giocare a un gioco di rischio, in
cui ottenevano punti ogni volta che pompavano più aria in un pallone virtuale
(premendo un pulsante), perdendo però tutti i loro punti se il pallone
scoppiava. In un altro esperimento, ogni soggetto del test doveva decidere se
alcune parole facevano rima tra loro. Guardando esclusivamente le scansioni
cerebrali, i ricercatori sono stati in grado di identificare correttamente
quali di otto compiti così diversi i nuovi soggetti stavano eseguendo in circa
l'80% del tempo. Sembra che il modo in cui funziona il nostro cervello non sia
unico, come a noi individui piace pensare. Con una migliore tecnologia di
imaging, può diventare possibile intercettare il dialogo interno di una
persona, nella misura in cui riflette usando parole. "La questione non è
se sarà possibile, ma quando ", ha detto il dottor Gallant. Altri
ricercatori stanno avendo lo stesso successo nel determinare che cosa si stia
guardando, se ci si ricorda di aver visitato un particolare luogo o quale
decisione si è presa. Questi risultati, per quanto notevoli, sono suscettibili
di impallidire rispetto a ciò che si profila all'orizzonte con strumenti nuovi
o migliorati. Tecniche emergenti, come la spettroscopia funzionale nel vicino
infrarosso (fNIRS), possono espandere sostanzialmente gli usi potenziali. Il
tessuto umano, compreso l'osso, è in gran parte trasparente alla luce
infrarossa, almeno fino ad una profondità di pochi centimetri. Con la luce
infrarossa che illumina il cranio e misurandone la quantità riflessa, i
ricercatori sono in grado di quantificare le variazioni del flusso sanguigno. Questa
tecnica presenta diversi vantaggi rispetto alla fMRI: è più veloce, più
economica e più portatile, così il cervello dei soggetti può essere misurato
mentre sono impegnati in attività comuni come l'esercizio fisico, l'interazione
con altre persone e il gioco. Dal lato negativo, i dispositivi fNIRS attuali
forniscono una risoluzione e una discriminazione del segnale inferiore rispetto
all'fMRI e si limitano a misurare solo gli strati esterni del cervello. Diverse
aziende offrono già dispositivi fNIRS commerciali, tra cui Hitachi, Biopac
Systems e NIRX, e la tecnologia è in fase di test nei laboratori di Harvard,
Yale e Stanford. Ma questi strumenti per la lettura della mente sono sviluppati
in stile fantascientifico? Non del tutto ma quasi, per alcuni scopi commerciali
e presto forse per procedimenti giudiziari. Considerate l'individuazione delle
menzogne. Almeno due aziende, la No Lie MRI e la Cephos, hanno cercato di
commercializzare sistemi di brain imaging il cui scopo è indicare se una
persona crede di dire la verità, confrontando le diverse reazioni di un
soggetto a domande innocue rispetto a domande cariche. Le loro affermazioni non
sono state convalidate in modo indipendente e hanno ricevuto notevoli critiche
da parte della comunità di ricerca; finora, i tribunali hanno rifiutato di
accettare i loro risultati come prove. Un altro approccio per valutare la
colpevolezza o l'innocenza di un sospetto è quello di determinare se sia a
conoscenza di qualche particolare di un crimine, come la sua posizione, un'arma
particolare o il volto della vittima. Diversi studi hanno dimostrato che la
reazione del cervello agli stimoli familiari differisce in modi misurabili da
quelli sconosciuti. Anthony Wagner e i suoi collaboratori dello Stanford Memory
Lab hanno scoperto che erano in grado di rilevare se i soggetti credevano di
avere familiarità con il volto di una particolare persona con una precisione
dell'80% o superiore, in condizioni controllate, anche se in ricerche
successive hanno notato che i soggetti possono intenzionalmente ingannare il
programma. Se questi bug possono essere superati, i crimini del futuro potranno
essere indagati e risolti con un confronto per determinare se un sospetto
riconosce la vittima. Sebbene ci sia consenso tra gli esperti sul fatto che
queste tecniche non sono ancora sufficientemente affidabili per l'uso nelle
attività di contrasto, informazioni di questo tipo potrebbero rivoluzionare i
procedimenti penali. Non si sarà in grado di riprodurre il ricordo di un
imputato di un crimine come se fosse un video, ma determinare se hanno ricordi
della scena del crimine o della vittima può giocare un ruolo cruciale nei
processi futuri, come fa oggi la prova del DNA. Inutile dire che l'uso di tale
tecnologia solleverebbe una serie di questioni etiche e costituzionali. Nei
procedimenti civili, i giudici e le giurie lottano per stabilire i risarcimenti
per compensare una vittima per il dolore e la sofferenza, stati psicologici a
prova di facili misurazioni. Le compagnie di assicurazione assumono
investigatori per accertare se l’assicurato è effettivamente ferito o stia
fingendo. In futuro, queste domande potrebbero essere istruite con un test di
brain imaging promettente per determinare se qualcuno stia soggettivamente
provando dolore. Si consideri la controversa diagnosi di fibromialgia, una
condizione che provoca un disagio diffuso in tutto il corpo, senza che ne sia
nota l'origine fisica. La condizione è reale o immaginaria? Gli studi di
imaging cerebrale hanno scoperto che le aree cerebrali che anticipano il dolore
erano significativamente più attive nei pazienti con fibromialgia che in un
gruppo di controllo quando i soggetti si aspettavano di essere colpiti da un
raggio di un laser termico. Non a caso, questi pazienti hanno anche riportato
livelli di dolore più elevati rispetto ai soggetti sani. In altre parole,
sembrano essere più sensibili agli stimoli dolorosi di altre persone. Le nuove
tecnologie possono rendere discutibile il dibattito sulla tortura e sulla sua
presunta efficacia. Un "interrogatorio potenziato" diventerebbe una
cosa del passato se gli investigatori potessero interrogare direttamente la
mente di un sospetto terrorista per rivelare i complici e gli obiettivi. Il
mondo dovrà decidere se tali metodi soddisfano gli standard dei diritti umani,
soprattutto perché i governi autoritari li utilizzerebbero quasi certamente per
cercare di identificare pensieri sovversivi o l'esposizione a idee o materiali
proibiti. Una rivoluzione simile può verificarsi anche nelle questioni relative
al fine vita. Studi su pazienti in stato vegetativo suggeriscono che, in alcuni
casi, il loro cervello reagisce alle richieste parlate come fanno le persone
sveglie, anche se non sono in grado di rispondere. L'attività cerebrale di una
di queste pazienti era indistinguibile dai volontari sani, quando le è stato
chiesto di immaginare di giocare a tennis o di muoversi per casa. Un altro
studio recente ha previsto con grande precisione quali pazienti non responsivi
sarebbero migliorati dopo sei mesi e quali no. Il monitoraggio dei cervelli
potrebbe anche diventare più sistematico nel mondo del lavoro. Alcuni
macchinisti di treni ad alta velocità e altri lavoratori in Cina già indossano
dispositivi di monitoraggio del cervello mentre sono in servizio, per rilevare
la fatica e la distrazione. Il South China Morning Post riferisce che alcuni
dipendenti e lavoratori governativi in Cina sono tenuti a indossare sensori
nascosti in caschi o uniformi di sicurezza per rilevare depressione, ansia o
rabbia. Un dirigente di un'azienda di logistica ha dichiarato: "Ciò ha
ridotto significativamente il numero di errori commessi dai nostri
lavoratori". Anche le applicazioni per i consumatori possono creare nuovi
mercati e industrie. Un giorno potrebbe essere possibile imparare con un certo
livello di precisione se il vostro coniuge vi ama davvero, vi trova attraente o
abbia una relazione. Futuri accordi prematrimoniali potrebbero richiedere una
visita ad un centro di brain-scan presso il centro commerciale locale per rispondere
ad alcune domande molto personali. Gli assicuratori o i datori di lavoro
potrebbero richiedere ai candidati di sottoporsi a un test per determinare se
hanno mentito sulla loro domanda. Le odierne tecnologie di scansione cerebrale
forniscono una risoluzione relativamente grezza nello spazio e nel tempo,
calcolando la media delle misurazioni su centinaia o migliaia di neuroni. Ciò
che entusiasma i neuroscienziati cognitivi è la possibilità che i dispositivi
migliorati offrano maggiori dettagli e precisione, magari fino al livello dei
singoli neuroni. In questo modo si aprirebbero ogni sorta di nuove applicazioni
e usi.
Attualmente computer ed
elettronica è controllata attraverso il contatto fisico e, più recentemente,
con la voce. In futuro, potremmo essere in grado di utilizzare questi gadget
con i nostri pensieri. Immaginate di indossare un dispositivo discreto che vi
permette di pensare: “alza la temperatura” o "apri la porta
d'ingresso", o dettare il testo in un documento senza parlare o inviare silenziosamente
un messaggio ad un amico. Le nuove tecnologie possono alla fine rendere
possibile trasformare la vostra mente nella proprietà intellettuale definitiva,
un retaggio da trasmettere ai posteri. Mentre le odierne tecniche di imaging
richiedono che il soggetto sia vivo, un giorno arriverà in cui una mappa
dettagliata del vostro cervello, fino ai neuroni e alle sinapsi, sia una parte
standard delle autopsie, rendendo le vostre conoscenze ed esperienze
disponibili attraverso software di analisi o di simulazione anche dopo che ve
ne sarete andati. I futuri CEO saranno in grado di consultare il fondatore
dell'azienda, a lungo deceduto ma ancora riverito? I discendenti di una persona
saranno in grado di scoprire dove il nonno ha nascosto i soldi? Più
profondamente, se i ricordi e la personalità sono in qualche modo conservati in
un computer, questo cambierà anche ciò che significa essere morti? La prossima
ondata di tecnologia cognitiva solleva profonde domande sulla natura delle
nostre menti, sulla coscienza e sul libero arbitrio. Ma la rivoluzione arriverà
lentamente. Progressi incrementali si tradurranno in applicazioni, prodotti e
mercati che saranno difficili da prevedere, così come erano i social media
all'inizio di Internet. Ma una cosa è certa: Il sistema giuridico, le
istituzioni, i diritti e i costumi faranno fatica a adattarsi ad un mondo in
cui i vostri pensieri più intimi possono essere oggetto di un mandato di
perquisizione o diventare una questione da archivio pubblico.
Il dottor Kaplan
è un imprenditore tecnologico e docente e ricercatore affiliato alla Stanford
University, dove insegna Impatto sociale ed economico dell'intelligenza
artificiale. Henry T. Greely, professore alla Stanford Law School e presidente
della International Neuroethics Society, ha contribuito a questo articolo.
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