Blue Brain Project: восстановление мозга для лучшего понимания
Человеческий мозг был описан как самая сложная из существующих систем, но это не мешает нейробиологам и инженерам мечтать о том, чтобы полностью понять ее работу. На самом деле, некоторые из них были предложены для создания цифрового воспроизведения человеческого головного мозга уметь проводить с ним исследования, которые невозможно провести из наблюдений и экспериментов с действующей нервной системой.
Именно в этом и заключается цель проекта «Голубой мозг», невероятно амбициозной инициативы, которая была запущена в 2005 году и продвигается IBM и швейцарским университетом (École Polytechnique Fédérale de Lausanne, или EPFL).
Что уже сделано в IBM
На протяжении более десяти лет Blue Brain Project Он строит компьютерную модель, которая содержит информацию о структуре и функционировании небольшой части мозга крысы. Эта цифровая реконструкция, которая сегодня соответствует чуть более трети кубического миллиметра ткани, направлена на то, чтобы точно воспроизвести способ, которым нервные клетки соединяются и активируют друг друга, и даже как тот факт, что эти паттерны активации заставляют мозг физически изменяться со временем из-за пластичности мозга.
В дополнение к покрытию многих других областей мозга, проект Blue Brain должен сделать качественный скачок, который включает переход от цифровой реконструкции мозга крысы, чтобы сделать то же самое с человеческим мозгом гораздо больше и сложнее.
Для чего можно использовать этот цифровой мозг?
Короче говоря, цель проекта Blue Brain - создать компьютерную модель, с помощью которой вы можете до некоторой степени предсказать, каким образом область нейрональной ткани будет активирована, если она стимулируется определенным образом , То есть предполагается создать инструмент, позволяющий проверить гипотезу и попытаться многократно повторять все виды экспериментов, выполняемых с реальным мозгом, чтобы увидеть, являются ли полученные результаты надежными, а не случайными.
Потенциал этого проекта может быть огромным, по мнению его промоутеров, так как существование цифровой реконструкции больших протяжений нейронов позволит получить «тестовый манекен», в котором можно экспериментировать со всеми видами ситуаций и различными переменными, которые будут влиять на способ в котором нервные клетки человеческого мозга активируются.
С помощью этой модели мы могли бы, например, изучить, как работают все виды когнитивных процессов, такие как наш способ вызывать воспоминания или воображать планы действий, и мы могли бы также предсказать, какой тип симптомов может привести к травме в определенных областях кора головного мозга Но, кроме того, это может помочь разгадать одну из великих загадок человеческого мозга: как возникает сознание, субъективное переживание того, чем мы живем.
Изучение сознания
Идея о том, что сознание возникает в результате скоординированной работы больших сетей нейронов, распределенных по всему мозгу, а не зависит от четко определенной структуры и скрыта какой-либо частью центральной нервной системы, имеет очень хорошее здоровье. Это заставляет многих неврологов полагать, что Чтобы понять, какова природа сознания, важно взглянуть на паттерны синхронизированной активации многих тысяч нейронов одновременно. И не столько изучать анатомические структуры мозга, сколько отдельно.
Проект Голубой мозг позволит нам наблюдать и вмешиваться в режиме реального времени о паттернах активации многих нейронных сетей что может быть сделано только очень ограниченным способом с реальным мозгом, и посмотрите, например, какие изменения происходят, когда кто-то переходит из бодрствования в сон без сновидений, и что происходит, когда сознание возвращается в форме снов во время фазы REM.
Недостатки проекта «Голубой мозг»
Подсчитано, что человеческий мозг содержит около ста миллиардов нейронов. К этому следует добавить, что функционирование нервной системы объясняется в большей степени тем, как нейроны взаимодействуют друг с другом, чем их количеством, которое может сильно различаться, не влияя на общее функционирование мозга, и, следовательно, актуальны тысячи синаптических связей. что каждый нейрон может установить с другими. Кроме того, в каждой синаптической связи между двумя нейронами присутствуют миллионы нейротрансмиттеров, которые высвобождаются непрерывно. , Это означает, что добросовестно воссоздать человеческий мозг - это невыполнимая задача, независимо от количества лет, посвященных этой компании.
Создатели проекта «Голубой мозг» должны восполнить эти недостатки, упростив функционирование своего цифрового мозга.По сути, они занимаются изучением функционирования небольшой части мозга нескольких крыс (информация, собранная за двадцать лет) и «сгущают» эту информацию для разработки алгоритма, предназначенного для прогнозирования паттернов активации этих нервных клеток. Как только это было сделано с группой из 1000 нейронов, исследователи повторно использовали этот алгоритм для воссоздания 31 000 нейронов, активирующихся таким же образом.
Тот факт, что он был настолько упрощен при построении этой предварительной модели, и что он собирается сделать то же самое с человеческим мозгом, который хочет воссоздать, сделал много голосов против этого проекта настолько дорогим и медленным. Некоторые неврологи считают, что идея воссоздания мозга в цифровом виде абсурдна , поскольку нервная система не работает с бинарным языком или с предопределенным языком программирования. Другие просто говорят, что затраты слишком высоки для производительности, которую можно привлечь к проекту. Время покажет, даст ли инициатива проекта «Голубой мозг» ожидаемые от него плоды.
