Подобно астрофизикам, они стремятся разгадать механику звезд, нейробиологи смотрят внутрь, чтобы разгадать человеческий мозг. Такое амбициозное путешествие, стремление к науке, зародившееся много десятилетий назад, теперь имеет наиболее яркое проявление в форме исследовательского проекта: инициатива называется Blue Brain и родилась в 2005 году швейцарским профессором Генри Маркрамом.
Это типично для человека рисовать карты для представления результатов исследования, так как это то, как это может быть записано, чтобы они могли быть переданы и изучены другими.
Точно так же, как карты Нового Света, сделанные из чернил и бумаги, представляли дороги нового континента, проект Blue Brain стремится создать карту с цифровой поддержкой, которая моделирует наиболее точным из известных на сегодняшний день способов. , нервные пути в человеческом мозге и как они активируются. Карта, с которой при консультации дайте нам знать последний угол этого органа.
Чтобы получить точное представление об архитектуре и функциональной динамике человеческого мозга, в качестве отправной точки была начата инициатива цифровой реконструкции мозга грызунов.
В мае, уже 14 лет назад, Институт мозга и разума Федеральной политехнической школы Лозанны (EPFL, в его французском аббревиатуре) предложил: детально реконструировать структуру и функции мозга. Используемая техника — это обратная инженерия, и проект основан на симуляциях и представлениях мозга.
Выбор мозга грызунов в качестве репрезентативной основы человеческого мозга, который, безусловно, является более сложным, основан на его сходстве — в другом масштабе цепей — с мозгом млекопитающих. Технология, лежащая в основе этой инициативы, основана на суперкомпьютере Blue Gene. который работает с компьютерной программой NEURON.
«С каждым стимулом, вызывающим эмоцию, возникают новые связи между группами клеток в нашем мозгу».
-Эдуард Пансет Казальс-
Эмпирическая основа проекта и модель, использованная для этой основы, являются карта связей между нейронами в головном мозге, известная как коннектом. Эта модель включает в себя реалистичное цифровое моделирование, с биологической точки зрения, нейронов мозга и, как ожидается, станет энциклопедией загадок мозга и разума.
Проект такого масштаба вряд ли мог бы быть осуществлен без международного сотрудничества; поэтому параллельно, другие проекты разрабатываются которые поддерживают и дополняют Blue Brain.
- Проект Cajal Blue Brain, координируется CeSViMa (Мадридский центр суперкомпьютеров и визуализации).
- Проект IBM Джошуа Блю, которая направлена на создание компьютеров и программ искусственного интеллекта, которые имитируют человеческий разум.
- HBP или проект человеческого мозга, в которой университеты из многих частей Европы сотрудничают в своих научных и вычислительных усилиях для детального изучения человеческого мозга.
Что отличает Blue Brain от других подобных проектов?
Реконструкции и симуляции, которые суперкомпьютеры позволяют Blue Brain представить нам, представляют собой радикально новый подход к пониманию функций мозга, рассматривая его как многоуровневую структуру. Эта «слоистая» форма допускает функциональное разнообразие. разума с его бесконечными сложностями.
Эта перспектива позволяет решить одну из самых сложных научных задач, стоящих перед современной наукой: понимание мозга как сложной многомасштабной системы, задача, для которой нейробиология подобного рода является фундаментальной.
Удивительная деталь, с которой нейронное моделирование работает в этом проекте, в конечном итоге повлечет за собой построение имитации мозга на молекулярном уровне, что, в свою очередь, откроет двери для изучение эффектов экспрессии генов. Таким образом, ожидается, что полученные клинические преимущества будут беспрецедентными.
Краткая история проекта
- 2005 г.: первая модель ячейки завершена.
- 2008 г.: построена первая искусственная колонка неокортикальных клеток, состоящая из 10 000 клеток.
- 2011 г.: построена модель, которая умножает количество столбцов предыдущего на 100 и достигает в сумме одного миллиона ячеек.
- 2014 г.: мозг крысы искусственно реконструирован на клеточном уровне.
- 2023 г.: к этой дате запланирована полная реконструкция человеческого мозга, включающая в общей сложности 100 триллионов клеток.
Зачем столько усилий?
В дополнение к упомянутым клинические преимущества, чем такое глубокое понимание человеческого мозга принесут с собой, есть конечная цель, которая перекрывает наиболее практичные и порождает еще больше загадок в народном воображении.
И это то, что раскрытие сложной артикуляции частей человеческого мозга, в принципе, могло бы, наконец достичь более чем теоретического понимания человеческого сознания. Конец, которому были приписаны сотни ученых и мыслителей на протяжении всей истории человечества.
А пока и как прелюдия к грядущим захватывающим открытиям, В прошлом году проект Blue Brain опубликовал свой первый трехмерный цифровой нейронный атлас, который предлагает информацию о типах клеток головного мозга, их количестве и положении в общей сложности в 737 областях мозга.
Переход от классического руководства по нейроанатомии в твердом переплете с его двухмерными рисунками к трехмерному атласу такого рода, мягко говоря, огромный шаг для человечества.
