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扫描和映射
在对特定个体的大脑进行建模和模拟时，必须从大脑的解剖模型中提取显示神经元之间连接的大脑图谱或连接数据库。对于全脑模拟，此网络图应显示整个神经系统的连接性，包括脊髓、感觉受体和肌肉细胞。截至2010年，可以对小鼠大脑中的小组织样本进行破坏性扫描，包括突触细节。
然而，如果短期记忆和工作记忆包括神经元的长期或重复放电，以及神经内动态过程，则突触和神经元的电和化学信号状态可能难以提取。然后，上传的大脑可能会感知到在大脑扫描之前事件和心理过程的记忆丧失。
据估计，一张完整的大脑图谱占用不到2x1016字节（20,000TB），可以存储所连接神经元的地址、突触类型和大脑1015个突触中每个突触的突触“权重”然而，真实大脑功能的生物学复杂性（例如神经元的表观遗传状态、具有多种功能状态的蛋白质成分等）可能会妨碍对忠实表示正常运作的人类思维所需的二进制数据量的准确预测。
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连续切片
一种可能的思维上传方法是连续切片，其中脑组织，也许还有神经系统的其他部分被冷冻，然后逐层扫描和分析，对于纳米级的冷冻样本，需要一个冷冻超薄切片机，从而捕捉神经元的结构及其互连。冷冻神经组织的暴露表面将被扫描和记录，然后去除组织的表层。虽然这将是一个非常缓慢且劳动密集型的过程，但正在进行研究，以实现连续切片的自动收集和显微镜检查。然后对扫描结果进行分析，并在系统中重建神经网络模型，将大脑上传到该系统中。
使用当前的显微镜技术，这种方法存在不确定性。如果可以仅从神经元的可见结构中复制神经元功能，那么扫描电子显微镜提供的分辨率就足以满足这种技术。然而，由于脑组织的功能部分由分子事件决定（特别是在突触处，但也在神经元细胞膜上的其他位置），这可能不足以捕获和模拟神经元功能。
通过使用复杂的免疫组织化学染色方法，可以扩展连续切片技术并捕获神经元的内部分子组成，然后可以通过共聚焦激光扫描显微镜读取。然而，由于“心智”的生理起源目前尚不清楚，这种方法可能无法获得所有必要的生化信息，以足够的保真度重建人脑。
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脑成像
可以使用先进的神经成像技术创建大脑活动的功能性3D图，例如功能性MRI（fMRI，用于绘制血流变化）、脑磁图（MEG，用于绘制电流）或多种方法的组合，以使用非侵入性和非破坏性方法构建详细的大脑三维模型。
今天，fMRI通常与MEG相结合，用于在更复杂的认知任务中创建人类皮层的功能图，因为这些方法相辅相成。尽管当前的成像技术缺乏收集此类扫描所需信息所需的空间分辨率，但预计近期和未来的重要发展将大大提高现有技术的空间和时间分辨率。
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哲学问题
“意识上传”或心灵复制面临的主要哲学问题是意识的难题：难以解释像人类这样的物理实体如何具有品质、现象意识或主观体验.对这个难题的许多哲学回应都意味着意识上传在根本上或实际上是不可能的，而其他一些则至少与意识上传的某些表述兼容。
许多意识上传的支持者为通过求助于物理主义来上传心灵的可能性辩护，其中包括哲学信仰，即意识是一个新兴特征，它产生于大型神经网络高级组织模式，这可以在其他处理设备中实现。
Minduploading依赖于这样一种想法，即人类思想（“自我”和长期记忆）简化为当前的神经网络路径和大脑中突触的重量。相比之下，许多二元论和唯心主义的解释试图通过用非物质的（而且可能是无法接近的）物质（如灵魂）来解释意识的难题，这将对一般人工意识的可行性构成根本或至少是实际的挑战。