Blue Brain Project přestaví mozek, aby lépe porozuměl

Lidský mozek byl popsán jako nejsložitější systém, který existuje, ale nebrání tomu, aby neurovědci a inženýři snili o tom, že plně pochopí jeho fungování. Ve skutečnosti, některé z nich byly navrženy tak, aby vytvořily digitální reprodukci lidského mozku být schopen s ním provádět vyšetřování, které by nebylo možné provést z pozorování a experimentování se skutečným nervovým systémem v provozu.

To je přesně cíl projektu Blue Brain, neuvěřitelně ambiciózní iniciativy, která byla zahájena v roce 2005 a kterou řídí IBM a švýcarská univerzita (École Polytechnique Fédérale de Lausanne, nebo EPFL)..

Co se dosud dělo v IBM

Více než deset let Blue Brain Project Staví počítačový model, který obsahuje informace o struktuře a fungování malé části mozku krysy. Tato digitální rekonstrukce, která dnes odpovídá více než třetině kubického milimetru tkáně, si klade za cíl věrně reprodukovat způsob, jakým se nervové buňky navzájem spojují a aktivují, a dokonce i to, jak skutečnost, že tyto aktivační vzory způsobují, že se mozek časem fyzicky mění z důvodu plasticity mozku.

Kromě pokrytí mnoha dalších oblastí mozku, Blue Brain Project musí udělat kvalitativní skok, který spočívá v přechodu od digitální rekonstrukce mozku krysy, aby udělal totéž s lidským mozkem, mnohem větší a složitější.

Na co by mohl být tento digitální mozek používán??

Cílem projektu Blue Brain je nakonec, vytvořit počítačový model, pomocí kterého do určité míry můžete předpovědět způsob, jakým bude oblast neuronální tkáně aktivována, pokud bude stimulována určitým způsobem. To znamená, že cílem je vytvořit nástroj pro testování hypotéz a pokusit se několikrát opakovat všechny druhy experimentů prováděných se skutečnými mozky, aby se zjistilo, zda jsou výsledky pevné a nikoli výsledkem náhody..

Potenciál tohoto projektu by mohl být enormní, podle jeho promotérů, protože existence digitální rekonstrukce velkých rozšíření neuronů by umožnila získat "testovací figurínu", ve které by bylo možné experimentovat se všemi druhy situací a různými proměnnými, které by ovlivnily způsob, jakým by mohla být ovlivněna. ve kterých jsou aktivovány nervové buňky lidského mozku.

S tímto modelem bychom mohli například studovat, jak fungují všechny druhy kognitivních procesů, jako je náš způsob vyvolávání vzpomínek nebo představování akčních plánů, a také bychom mohli předpovědět, který typ příznaků by v určitých oblastech způsobil zranění. mozková kůra Navíc by to mohlo sloužit k vyřešení jednoho z velkých tajemství lidského mozku: jak vzniká vědomí, subjektivní zkušenost toho, co žijeme.

Studium vědomí

Myšlenka, že vědomí vychází z koordinované práce velkých sítí neuronů distribuovaných v celém mozku, namísto závislosti na dobře definované struktuře a skryté nějakou částí centrálního nervového systému, má velmi dobré zdraví. Toto dělá mnoho neuroscientists věřit tomu Abychom pochopili, co je to povaha vědomí, je důležité se podívat na vzorce synchronizované aktivace mnoha tisíců neuronů najednou, a ne tolik studovat anatomické struktury mozku odděleně.

Projekt Blue Brain by nám umožnilo pozorovat a zasáhnout v reálném čase o aktivačních vzorech mnoha neuronových sítí, něco, co může být provedeno jen velmi omezeným způsobem se skutečnými mozky, a vidět například, jaké změny nastanou, když někdo přechází z bdělosti do spánku, aniž by snil, a co se stane, když se vědomí vrací ve formě snů během REM fáze.

Nevýhody projektu Blue Brain

Odhaduje se, že lidský mozek obsahuje asi sto miliard neuronů. K tomu musíme dodat, že fungování nervového systému je vysvětleno více tím, jak neurony vzájemně ovlivňují, než jejich množstvím, které se může značně lišit bez ovlivnění celkové funkce mozku, a proto jsou relevantní tisíce synaptických spojení že každý neuron může navázat s druhým. V každém synaptickém spojení mezi dvěma neurony jsou navíc miliony neurotransmiterů uvolňovány kontinuálně. To znamená, že věrně obnovovat lidský mozek je nemožné, bez ohledu na počet let věnovaný této společnosti.

Tvůrci projektu Blue Brain musí tyto nedostatky nahradit tím, že zjednoduší fungování svého digitálního mozku. To, co dělají, je v zásadě studovat fungování malé části mozku několika potkanů ​​(informace shromážděné během dvaceti let) a "kondenzovat" tyto informace, aby se vytvořil algoritmus, který by předvídal aktivační vzorce těchto nervových buněk. Jakmile toto bylo děláno se skupinou 1000 neurons, výzkumníci re-použitý tento algoritmus rekurovat 31,000 neurons aktivovat stejným způsobem \ t.

Skutečnost, že to bylo tak zjednodušeno ve výstavbě tohoto prozatímního modelu a že to udělá totéž s lidským mozkem, který chce znovu vytvořit, vzneslo proti tomuto projektu mnoho drahých a pomalého vývoje.. Někteří neurovědci věří, že myšlenka znovuvytvoření mozku digitálně je absurdní, protože nervový systém nepracuje s binárním jazykem nebo s předdefinovaným programovacím jazykem. Jiní prostě říkají, že náklady jsou příliš vysoké na to, aby bylo možné projekt realizovat. Čas ukáže, zda iniciativa projektu Blue Brain dává ovoce, které se od něj očekává.