Epistemic challenges of digital twins & virtual brains perspectives from fundamental neuroethics

Abstract

In this article, we present and analyse the concept of Digital Twin (DT) linked to distinct types of objects (artefacts, natural, inanimate or living) and examine the challenges involved in creating them from a fundamental neuroethics approach that emphasises conceptual analyses. We begin by providing a brief description of DTs and their initial devel-opment as models of artefacts and physical inanimate objects, identifying core challenges in building these tools and noting their intended benefits. Next, we describe attempts to build DTs of model living entities, such as hearts, highlighting the novel challenges raised by this shift from DTs of inanimate objects to DTs of living objects. Against that background, we give an account of contemporary research aiming to develop DTs of the human brain by building “virtual brains”, e.g. the simulation engine The Virtual Brain (TVB) as it is carried out in the European Human Brain Project. Since the brain is structurally and functionally the most complex organ in the human body, and our integrated knowledge of its functional architecture remains limited in spite of recent neuroscientific advances, the attempts to create virtual copies of the human brain are correspondingly challenging. We suggest that a clear scientific theoretical structure, conceptual clarity and transparency regarding the methods and goals of this technological development are necessary prerequisites in order to make the project of constructing virtual brains a theoretically promising and socially beneficial scientific, technological and philosophical enterprise.

En este artículo, presentamos y analizamos el concepto de gemelo digital vinculado a distintos tipos de objetos (artefactos, objetos naturales, animados e inanimados) y examinamos los desafíos que presenta su creación utilizando la perspectiva de la neuroética fundamental que enfatiza el análisis conceptual. Comenzamos con una breve descrip-ción de los gemelos digitales y de su desarrollo inicial como modelos de artefactos y objetos físicos no animados, identificando los desafíos centrales que presenta su construcción y destacando sus beneficios. Luego describimos intentos de construir gemelos digitales de entes vivos, como el corazón, identificando los desafíos novedosos que se plantean en este caso. A continuación describimos estudios contemporáneos que tienen como objeto desarrollar gemelos digitales del cerebro humano por medio de la construcción de “cerebros virtuales”, tal como se lleva a cabo en el Human Brain Project europeo por medio del motor de simulación The Virtual Brain (TVB). Si consideramos que el cerebro es el órgano mas complejo del cuerpo humano, tanto estructural como funcionalmente, y teniendo en cuenta que nuestro conocimiento integral de su arquitectura funcional sigue siendo limitado, los intentos de crear copias virtuales del cerebro humanos constituyen un reto significativo. Sugerimos que una estructura científicamente clara y una transparencia conceptual sobre los métodos y fines de este desarrollo tecnológico son requisitos necesarios para lograr que el proyecto de construir cerebros virtuales se convierta en una iniciativa teóricamente prometedora, así como científica, social y filosóficamente beneficiosa.