Projekt Blue Brain obnavlja mozak kako bi ga bolje razumio

Ljudski mozak je opisan kao najsloženiji sustav koji postoji, ali to ne sprječava neuroznanstvenike i inženjere da sanjaju o tome da u potpunosti razumiju njegovo djelovanje. Zapravo, neki od njih su predloženi za stvaranje digitalne reprodukcije ljudskog mozga biti u mogućnosti sa sobom obaviti istraživanja koja bi bilo nemoguće izvesti iz promatranja i eksperimentiranja sa stvarnim živčanim sustavom u radu.

Upravo je to cilj projekta Blue Brain, nevjerojatno ambiciozne inicijative koja je pokrenuta 2005. godine, vođena od IBM-a i švicarskog sveučilišta (École Polytechnique Fédérale de Lausanne ili EPFL)..

Što je do sada urađeno u IBM-u

Više od deset godina Projekt Blue Brain Izrađuje računalni model koji sadrži informacije o strukturi i funkcioniranju malog dijela mozga štakora. Ova digitalna rekonstrukcija, koja danas odgovara nešto više od trećine kubičnog milimetra tkiva, ima za cilj vjerno reproducirati način na koji se živčane stanice međusobno povezuju i aktiviraju, pa čak i kako činjenica da ovi uzorci aktivacije uzrokuju da se mozak tijekom vremena fizički mijenja zbog plastičnosti mozga.

Osim pokrivanja mnogih drugih područja mozga, projekt Blue Brain mora napraviti kvalitativni skok koji uključuje prelazak s digitalne rekonstrukcije mozga štakora da učini isto s ljudskim mozgom, mnogo veći i složeniji.

Za što bi ovaj digitalni mozak mogao biti korišten??

Cilj projekta Blue Brain je u konačnici, stvoriti računalni model s kojim možete u određenoj mjeri predvidjeti način na koji će se područje neuronskog tkiva aktivirati ako se stimulira na određeni način. To jest, ono što je namijenjeno je stvoriti alat za testiranje hipoteza i pokušati ponoviti više puta sve vrste eksperimenata učinjenih sa stvarnim mozgom kako bi se vidjelo jesu li rezultati solidni, a ne rezultat slučajnosti.

Potencijal ovog projekta mogao bi biti ogroman, prema njegovim promotorima, budući da bi postojanje digitalne rekonstrukcije velikih proširenja neurona omogućilo dobivanje "testne lutke" u kojoj bi se eksperimentiralo sa svim vrstama situacija i različitim varijablama koje bi utjecale na način u kojima se aktiviraju živčane stanice ljudskog mozga.

S ovim modelom mogli bismo, na primjer, proučiti kako sve vrste kognitivnih procesa djeluju, kao što je naš način evociranja sjećanja ili zamišljanja akcijskih planova, a mogli bismo predvidjeti i koji će tip simptoma izazvati ozljedu u određenim područjima moždani korteks Ali, osim toga, može poslužiti i za rješavanje jedne od najvećih tajni ljudskog mozga: kako nastaje svijest, subjektivno iskustvo onoga što živimo.

Proučavanje svijesti

Ideja da svijest proizlazi iz koordiniranog rada velikih mreža neurona raspoređenih po mozgu, umjesto ovisno o dobro definiranoj strukturi i skrivenoj nekim dijelom središnjeg živčanog sustava, uživa vrlo dobro zdravlje. Zbog toga mnogi neuroznanstvenici vjeruju u to da bismo razumjeli što je priroda svijesti, važno je pogledati uzorke sinkronizirane aktivacije tisuća neurona odjednom, i ne toliko proučavanja anatomskih struktura mozga odvojeno.

Projekt Blue Brain omogućilo bi nam da u realnom vremenu promatramo i interveniramo o obrascima aktivacije mnogih neuronskih mreža, nešto što se može učiniti samo na vrlo ograničen način s pravim mozgom, i vidjeti, na primjer, koje se promjene događaju kada netko od budnog prelazi u spavanje bez sanjanja, i što se događa kada se svijest vrati u obliku snova tijekom REM faza.

Nedostaci projekta Blue Brain

Procjenjuje se da ljudski mozak sadrži oko sto milijardi neurona. Tome moramo dodati da je funkcioniranje živčanog sustava više objašnjeno načinom na koji neuroni međusobno djeluju nego svojim količinama, koje mogu varirati bez utjecaja na cjelokupno funkcioniranje mozga, te su stoga relevantne tisuće sinaptičkih veza. koje svaki neuron može uspostaviti s drugim. Osim toga, u svakoj sinaptičkoj vezi između dva neurona postoje milijuni neurotransmitera koji se kontinuirano oslobađaju. To znači da je vjerna rekreacija ljudskog mozga nemoguć zadatak, bez obzira na broj godina posvećenih toj tvrtki.

Kreatori projekta Blue Brain moraju nadoknaditi te nedostatke pojednostavljenjem funkcioniranja svog digitalnog mozga. Ono što oni, u osnovi, čine proučavanje funkcioniranja malog dijela mozga nekoliko štakora (informacije prikupljene tijekom dvadeset godina) i "kondenziranje" tih informacija kako bi se razvio algoritam za predviđanje aktivacijskih obrazaca tih živčanih stanica. Nakon što je to učinjeno sa skupinom od 1000 neurona, istraživači su ponovno koristili ovaj algoritam za stvaranje 31.000 neurona koji se aktiviraju na isti način.

Činjenica da je toliko pojednostavljena u izgradnji ovog privremenog modela i da će to učiniti isto s ljudskim mozgom koji želi ponovno stvoriti, učinilo je da se mnogi glasovi pojačaju protiv ovog projekta tako skupo i sporog razvoja. Neki neuroznanstvenici vjeruju da je ideja o ponovnom kreiranju mozga digitalno apsurdna, budući da živčani sustav ne radi s binarnim jezikom ili s unaprijed definiranim programskim jezikom. Drugi jednostavno kažu da su troškovi previsoki za izvedbu koja se može privući projektu. Vrijeme će pokazati da li inicijativa projekta Blue Brain daje plodove koji se od njega očekuju.