Blue Brain Project відновлює мозок, щоб краще його зрозуміти

Мозок людини був описаний як найбільш складна система, яка існує, але це не заважає неврологам і інженерам мріяти про те, щоб повністю зрозуміти його роботу. Насправді, деякі з них були запропоновані для створення цифрового відтворення людського мозку мати можливість проводити з ним дослідження, які неможливо було б здійснити від спостереження і експериментів з реальною нервовою системою в експлуатації.

Саме ціль проекту Blue Brain, неймовірно амбітної ініціативи, яка була започаткована в 2005 році, керується IBM і швейцарським університетом (École Polytechnique Fédérale de Lausanne, або EPFL)..

Що було зроблено досі в IBM

Протягом більше десяти років Проект Blue Brain Він будує комп'ютерну модель, яка містить інформацію про структуру і функціонування невеликої частини мозку щура. Ця цифрова реконструкція, яка сьогодні відповідає трохи більше третини кубічного міліметра тканини, має на меті точно відтворити спосіб з'єднання нервових клітин і активації один одного, і навіть те, як той факт, що ці моделі активації змушують мозок фізично змінюватися з плином часу через пластичність мозку.

На додаток до покриття багатьох інших областей мозку, проект Blue Brain повинен зробити якісний стрибок, який передбачає перехід від цифрової реконструкції мозку щура, щоб зробити те ж саме з людським мозком, набагато більше і складніше.

Для чого можна використати цей цифровий мозок??

Мета проекту Blue Brain - остаточно, створити комп'ютерну модель, за допомогою якої можна певною мірою передбачити спосіб активації ділянки нейрональної тканини, якщо вона стимулюється певним чином. Тобто, що має на меті створити інструмент для перевірки гіпотез і спробувати повторити кілька разів всі види експериментів, зроблених з реальними мізками, щоб побачити, якщо результати були твердими і не результатом випадковості.

Потенціал цього проекту може бути величезним, на думку його промоутерів, оскільки існування цифрової реконструкції великих розширень нейронів дозволить отримати "тест-манекен", в якому можна експериментувати з різними ситуаціями і різними змінними, які впливають на спосіб в яких активовані нервові клітини мозку людини.

За допомогою цієї моделі ми могли б, наприклад, вивчити, як працюють всі види когнітивних процесів, такі як наш спосіб спогадів або уявлення про плани дій, а також можна передбачити, який тип симптомів призведе до травми в певних областях. кора головного мозку Але, крім того, вона може служити для вирішення однієї з великих таємниць людського мозку: як виникає свідомість, суб'єктивний досвід того, що ми живемо.

Вивчення свідомості

Ідея про те, що свідомість виникає внаслідок узгодженої роботи великих мереж нейронів, розподілених по всьому мозку, замість того, щоб залежати від чітко визначеної структури і прихована певною частиною центральної нервової системи, користується дуже гарним здоров'ям. Це змушує багатьох неврологів вважати це щоб зрозуміти, якою є природа свідомості, важливо подивитися на закономірності синхронізованої активації багатьох тисяч нейронів відразу, і не стільки вивчають анатомічні структури мозку окремо.

Проект Blue Brain дозволить нам спостерігати і втручатися в реальному часі про закономірності активації багатьох нейронних мереж, щось, що може бути зроблено лише дуже обмежено з реальними мізками, і побачити, наприклад, які зміни відбуваються, коли хтось йде від будності до сну без сну, і що відбувається, коли свідомість повертається у вигляді мрії під час REM-фаза.

Недоліки проекту Blue Brain

Підраховано, що людський мозок містить близько ста мільярдів нейронів. До цього слід додати, що функціонування нервової системи пояснюється більше тим, як нейрони взаємодіють один з одним, ніж їхня кількість, яка може сильно змінюватися, не впливаючи на загальне функціонування мозку, і тому актуальними є тисячі синаптичних зв'язків. що кожен нейрон може встановити з іншим. У кожному синаптичному зв'язку між двома нейронами, крім того, є мільйони нейромедіаторів, які вивільняються безперервно. Це означає, що вірно відтворити людський мозок неможливе завдання, незалежно від кількості років, присвячених цій компанії.

Творці проекту Blue Brain повинні компенсувати ці недоліки, спростивши функціонування свого цифрового мозку. Те, що вони роблять, в основному, полягає у вивченні функціонування невеликої частини мозку декількох щурів (інформація, зібрана понад двадцять років) і "конденсації" цієї інформації для розробки алгоритму, який передбачає активацію цих нервових клітин. Як тільки це було зроблено з групою з 1000 нейронів, дослідники повторно використали цей алгоритм, щоб відтворити 31 000 нейронів, які активуються таким же чином.

Той факт, що він був значно спрощений у побудові цієї попередньої моделі, і що він буде робити те ж саме з людським мозку, який хоче відтворити, зробив багато голосів, що піднялися проти цього проекту настільки дорого і повільно. Деякі нейрофізіологи вважають, що ідея відтворення мозку в цифровому вигляді є абсурдною, оскільки нервова система не працює з двійковою мовою або з визначеною мовою програмування. Інші просто говорять, що витрати занадто високі для продуктивності, яку можна притягнути до проекту. Час покаже, якщо ініціатива проекту "Блакитний мозок" дає плоди, яких очікували від нього.