Blue Brain Project: odbudowuje mózg, aby lepiej go zrozumieć
Ludzki mózg został opisany jako najbardziej złożony system, który istnieje, ale to nie powstrzymuje neurologów i inżynierów od marzenia o tym, aby w pełni zrozumieć jego działanie. W rzeczywistości niektóre z nich zostały zaproponowane, aby stworzyć cyfrową reprodukcję ludzkiego mózgu być w stanie przeprowadzić z nim badania, których nie można by przeprowadzić z obserwacji i eksperymentów z działającym rzeczywistym układem nerwowym.
To właśnie jest celem Blue Brain Project, niezwykle ambitnej inicjatywy zainicjowanej w 2005 roku, promowanej przez IBM i szwajcarski uniwersytet (École Polytechnique Fédérale de Lausanne, lub EPFL).
To, co zostało zrobione do tej pory w IBM
Przez ponad dziesięć lat Blue Brain Project Budował model komputerowy, który zawiera informacje o strukturze i funkcjonowaniu niewielkiej części mózgu szczura. Ta cyfrowa rekonstrukcja, która obecnie odpowiada niewiele więcej niż jednej trzeciej milimetra sześciennego tkanki, ma na celu wierne odtworzenie sposobu, w jaki komórki nerwowe łączą się i aktywują, a nawet jak fakt, że te wzorce aktywacji powodują, że mózg zmienia się fizycznie w czasie z powodu plastyczności mózgu.
Oprócz zasłaniania wielu innych obszarów mózgu, Blue Brain Project musi podjąć się jakościowego skoku, który obejmuje przejście od digitalnej rekonstrukcji mózgu szczura, aby zrobić to samo z ludzkim mózgiem , znacznie większy i bardziej złożony.
Do czego mógłby wykorzystać ten cyfrowy mózg?
Cel projektu Blue Brain jest krótko mówiąc stworzyć model komputerowy, za pomocą którego można w pewnym stopniu przewidzieć sposób aktywacji obszaru tkanki nerwowej, jeśli jest on stymulowany w określony sposób , To znaczy, że celem jest stworzenie narzędzia, które pozwoli przetestować hipotezę i spróbuje powtórzyć wiele razy wszystkie rodzaje eksperymentów przeprowadzonych z prawdziwymi mózgami, aby sprawdzić, czy uzyskane wyniki są solidne, a nie wynikiem przypadku.
Potencjał tego projektu może być olbrzymi, według jego promotorów, ponieważ istnienie cyfrowej rekonstrukcji dużych rozszerzeń neuronów pozwoliłoby uzyskać "manekin testowy", w którym można eksperymentować z różnymi sytuacjami i różnymi zmiennymi, które mogłyby wpłynąć na sposób w którym aktywowane są komórki nerwowe ludzkiego mózgu.
Dzięki temu modelowi moglibyśmy na przykład zbadać, w jaki sposób działają wszystkie rodzaje procesów poznawczych, na przykład nasz sposób wywoływania wspomnień lub wyobrażania sobie planów działania, a także możemy przewidzieć, jaki rodzaj objawów spowoduje obrażenia w niektórych obszarach kora mózgowa Ale może też służyć do rozwiązania jednej z wielkich tajemnic ludzkiego mózgu: jak powstaje świadomość, subiektywnego doświadczenia tego, co żyjemy.
Studiowanie świadomości
Idea, że świadomość powstaje w wyniku skoordynowanej pracy dużych sieci neuronów rozproszonych w mózgu, zamiast polegać na dobrze zdefiniowanej strukturze i ukrytej przez część centralnego układu nerwowego, jest w bardzo dobrym stanie zdrowia. To sprawia, że wielu neuronaukowców wierzy w to Aby zrozumieć, czym jest natura świadomości, ważne jest, aby spojrzeć na schematy zsynchronizowanej aktywacji wielu tysięcy neuronów naraz i nie tyle studiowanie anatomicznych struktur mózgu oddzielnie.
Projekt Blue Brain pozwoli nam obserwować i interweniować w czasie rzeczywistym na temat wzorców aktywacji wielu sieci neuronowych , która może być wykonana w bardzo ograniczonym zakresie z prawdziwymi mózgami i zobaczyć, na przykład, jakie zmiany zachodzą, gdy ktoś przechodzi od przebudzenia do snu bez snu i co dzieje się, gdy świadomość powraca w postaci snów podczas fazy REM.
Wady projektu Blue Brain
Szacuje się, że ludzki mózg zawiera około stu miliardów neuronów. Do tego musimy dodać, że funkcjonowanie układu nerwowego jest wyjaśnione bardziej przez to, jak neurony oddziałują ze sobą nawzajem, niż przez ich ilość, która może się znacznie różnić bez wpływu na ogólne funkcjonowanie mózgu, a zatem istotne są tysiące połączeń synaptycznych. każdy neuron może nawiązać kontakt z innymi. W każdym połączeniu synaptycznym między dwoma neuronami dodatkowo występują miliony neuroprzekaźników, które są uwalniane w sposób ciągły , Oznacza to, że wiernie odtworzony ludzki mózg jest niemożliwym zadaniem, niezależnie od liczby lat poświęconych tej firmie.
Twórcy projektu Blue Brain muszą nadrobić te niedociągnięcia, upraszczając funkcjonowanie cyfrowego mózgu.Zasadniczo robią to, aby zbadać funkcjonowanie niewielkiej części mózgu kilku szczurów (informacje zgromadzone przez dwadzieścia lat) i "skondensować" te informacje, aby opracować algorytm przewidujący wzorce aktywacji tych komórek nerwowych. Po wykonaniu tego z grupą 1000 neuronów, naukowcy ponownie wykorzystali ten algorytm do odtworzenia 31 000 neuronów aktywujących w ten sam sposób.
Fakt, że został on tak uproszczony w konstrukcji tego tymczasowego modelu i że zrobi to samo z ludzkim mózgiem, który chce odtwarzać, spowodował, że wiele głosów podniosło się przeciw takiemu projektowi, tak kosztownemu i powolnemu rozwojowi. Niektórzy neuronaukowcy uważają, że pomysł odtworzenia mózgu cyfrowo jest absurdem , ponieważ system nerwowy nie działa z językiem binarnym lub z predefiniowanym językiem programowania. Inni po prostu twierdzą, że koszty są zbyt wysokie, aby można było je wykorzystać w projekcie. Czas pokaże, czy inicjatywa Blue Brain Project daje owoce, których się od niej oczekuje.
