Blue Brain Project възстановява мозъка, за да го разбере по-добре

Човешкият мозък е описан като най-сложната система, която съществува, но това не пречи на невролозите и инженерите да мечтаят за пълно разбиране на неговата работа. Всъщност, някои от тях са предложени за създаване на цифрова възпроизвеждане на човешкия мозък да могат да извършват с него изследвания, които би било невъзможно да се извършат от наблюдението и експериментирането с реална нервна система в действие.

Именно това е целта на проекта Blue Brain, невероятно амбициозна инициатива, която стартира през 2005 г., водена от IBM и швейцарски университет (École Polytechnique Fédérale de Lausanne или EPFL)..

Какво е направено досега в IBM

Повече от десет години Проект "Син мозък" Той е изграждал компютърен модел, който съдържа информация за структурата и функционирането на малка част от мозъка на плъх. Тази цифрова реконструкция, която днес отговаря на малко повече от една трета от кубичен милиметър тъкан, има за цел да възпроизведе вярно начина, по който нервните клетки се свързват и активират помежду си, и дори как фактът, че тези модели на активиране причиняват мозъка да се променя физически с течение на времето поради пластичността на мозъка.

В допълнение към покриването на много други области на мозъка, проектът Blue Brain трябва да направи качествен скок, който включва преминаване от цифрово възстановяване на мозъка на плъх, за да направи същото с човешкия мозък, много по-голям и по-сложен.

За какво може да се използва този цифров мозък??

В крайна сметка целта на проекта Blue Brain е, създаване на компютърен модел, с който може да се предскаже до известна степен начина, по който една област от невронната тъкан ще се активира, ако се стимулира по определен начин. Това е, което е предназначено да създаде инструмент за тестване на хипотези и да се опита да повтори многократно всички видове експерименти с реални мозъци, за да видим дали резултатите са солидни и не са резултат от случайността.

Потенциалът на този проект може да бъде огромен, според неговите промоутъри, тъй като съществуването на цифрова реконструкция на големи разширения на неврони би позволило да се получи "тестов манекен", в който да се експериментират с всякакви ситуации и различни променливи, които биха повлияли на начина в които се активират нервните клетки на човешкия мозък.

С този модел бихме могли, например, да проучим как работят всички видове когнитивни процеси, като нашия начин за предизвикване на спомени или въобразяване на планове за действие, и бихме могли също така да предвидим кой тип симптоми би довел до нараняване в определени области на мозъчна кора Но освен това, той може да послужи за решаване на една от най-големите загадки на човешкия мозък: как възниква съзнанието, субективното преживяване на това, което живеем.

Изучаване на съзнанието

Идеята, че съзнанието произтича от координираната работа на големи мрежи от неврони, разпределени в мозъка, вместо в зависимост от добре дефинирана структура и скрита от част от централната нервна система, се радва на много добро здраве. Това кара много невролози да вярват в това за да разберем каква е същността на съзнанието, важното е да погледнем моделите на синхронизирано активиране на много хиляди неврони наведнъж, и не толкова изучаването на анатомични структури на мозъка поотделно.

Проектът "Син мозък" ще ни позволи да наблюдаваме и да се намесваме в реално време за моделите на активиране на много невронни мрежи, нещо, което може да бъде направено само по един много ограничен начин с реални мозъци, и да видим, например, какви промени се случват, когато някой отиде от будния до сън, без да сънува, и какво се случва, когато съзнанието се връща под формата на сънища REM фаза.

Недостатъците на проекта Blue Brain

Смята се, че човешкият мозък съдържа около сто милиарда неврони. Към това трябва да добавим, че функционирането на нервната система се обяснява повече с това, как невроните взаимодействат помежду си, отколкото с тяхното количество, което може да варира значително, без да засяга цялостното функциониране на мозъка, и следователно съответните хиляди синаптични връзки което всеки неврон може да установи с другия. Освен това във всяка синаптична връзка между два неврона има милиони невротрансмитери, които се освобождават непрекъснато. Това означава, че вярно пресъздаване на човешкия мозък е невъзможна задача, независимо от броя години, посветени на тази компания.

Създателите на Blue Brain Project трябва да компенсират тези недостатъци, като опростят функционирането на техния цифров мозък. Това, което правят в основата си, е да проучат функционирането на малка част от мозъка на няколко плъха (информация, събрана в продължение на двадесет години) и да "кондензират" тази информация, за да разработят алгоритъм, предвиждащ моделите на активиране на тези нервни клетки. След като това беше направено с група от 1000 неврони, изследователите повторно използваха този алгоритъм, за да пресъздадат 31 000 неврони, които се активират по същия начин.

Фактът, че той е бил толкова опростен при изграждането на този условен модел и че той ще направи същото с човешкия мозък, който иска да пресъздаде, е накарал много гласове да се издигнат срещу този проект толкова скъпо и бавно. Някои невролози смятат, че идеята за пресъздаване на мозъка в цифров вид е абсурдна, тъй като нервната система не работи с двоичен език или с предварително определен език за програмиране. Други просто казват, че разходите са твърде високи за изпълнението, което може да бъде привлечено от проекта. Времето ще покаже дали инициативата на проекта Blue Brain дава плодовете, които се очакваха от него.