Mėlyna smegenų projektas atkuria smegenis, kad geriau suprastų

Žmogaus smegenys buvo apibūdintos kaip pati sudėtingiausia sistema, tačiau tai neužkerta kelio neurologams ir inžinieriams svajoti apie visišką jo veikimo supratimą. Iš tiesų, kai kurie iš jų buvo pasiūlyti sukurti žmogaus smegenų skaitmeninį atgaminimą sugebėti su juo atlikti tyrimus, kurių neįmanoma atlikti stebint ir eksperimentuojant su veikiančia nervų sistema..

Būtent toks tikslas - „Blue Brain“ projektas - neįtikėtinai ambicinga iniciatyva, kuri buvo pradėta 2005 m. Ir kurią skatino IBM ir Šveicarijos universitetas (École Polytechnique Fédérale de Lausanne arba EPFL)..

Kas padaryta iki šiol IBM

Daugiau nei dešimt metų „Blue Brain“ projektas Jis sukūrė kompiuterinį modelį, kuriame pateikiama informacija apie mažos žiurkės smegenų dalies struktūrą ir veikimą. Šis skaitmeninis rekonstrukcija, kuri šiandien atitinka šiek tiek daugiau nei trečdalį kubinių milimetrų audinio, siekia tiksliai atkurti būdą, kuriuo nervinės ląstelės jungiasi ir aktyvuojasi viena kitą, ir netgi kaip tai, kad šie aktyvinimo modeliai smegenų laikui bėgant fiziškai keičiasi dėl smegenų plastiškumo.

Be daugelio kitų smegenų sričių, „Blue Brain“ projektas turi atlikti kokybinį šuolį, kuris apima eiti nuo skaitmeninio žiurkės smegenų rekonstrukcijos, kad tai padarytų su žmogaus smegenimis, daug didesnis ir sudėtingesnis.

Ką galėtų naudoti ši skaitmeninė smegenys??

„Blue Brain“ projekto tikslas yra galiausiai, sukurti kompiuterinį modelį, kuriuo galite tam tikru mastu prognozuoti būdą, kuriuo neuroninio audinio sritis bus suaktyvinta, jei ji bus stimuliuojama tam tikru būdu. Tai reiškia, kad ketinama sukurti priemonę, skirtą hipotezėms išbandyti ir bandyti pakartoti kelis kartus įvairius eksperimentus, atliktus su tikrais smegenimis, kad būtų galima pamatyti, ar rezultatai buvo kieti, o ne atsitiktinumas.

Šio projekto potencialas gali būti milžiniškas, atsižvelgiant į jo iniciatorių, nes didelių neuronų plėtinių skaitmeninio rekonstrukcijos egzistavimas leistų gauti „bandomąjį manekeną“, kuriame eksperimentuotų su visomis situacijomis ir įvairiais kintamaisiais, kurie galėtų paveikti kelią. kurioje aktyvuojamos žmogaus smegenų nervų ląstelės.

Šiuo modeliu galėtume, pavyzdžiui, ištirti, kaip veikia visų rūšių pažinimo procesai, pvz., Mūsų būdas prisiminti prisiminimus ar įsivaizduoti veiksmų planus, taip pat galėtume prognozuoti, kokių tipų simptomai gali sukelti žalos tam tikrose vietovėse. smegenų žievė Tačiau, be to, tai galėtų padėti išspręsti vieną iš didžiausių žmogaus smegenų paslapčių: kaip kyla sąmonė, subjektyvi patirtis, ką mes gyvename.

Studijų sąmonė

Idėja, kad sąmonė kyla iš koordinuotų didelių neuronų tinklų, paskirstytų per smegenis, veikimo, o ne priklausomai nuo gerai apibrėžtos struktūros ir paslėptos kai kurios centrinės nervų sistemos dalies, turi labai gerą sveikatą. Dėl to daugelis neurologų tiki suprasti, kas yra sąmonės prigimtis, svarbu išnagrinėti daugelio tūkstančių neuronų sinchroninio aktyvavimo modelius vienu metu, ir ne tiek daug tiria anatomines smegenų struktūras.

„Blue Brain“ projektas leistų mums stebėti ir įsikišti realiu laiku apie daugelio neuronų tinklų aktyvavimo modelius, tai, ką galima padaryti tik labai ribotai su tikrais smegenimis, ir, pavyzdžiui, pamatyti, kokie pokyčiai atsiranda, kai kas nors eina iš budėjimo į miegą be svajojimo, ir kas atsitinka, kai sąmonė grįžta sapnų forma per REM fazė.

Mėlyno smegenų projekto trūkumai

Manoma, kad žmogaus smegenyse yra apie šimtas milijardų neuronų. Tam reikia pridurti, kad nervų sistemos veikimas paaiškinamas labiau, kaip neuronai sąveikauja vienas su kitu nei jų kiekis, kuris gali labai skirtis, nedarant įtakos bendram smegenų veikimui, todėl svarbūs yra tūkstančiai sinaptinių jungčių kad kiekvienas neuronas gali užmegzti ryšį su kitu. Kiekviename sinaptiniame ryšyje tarp dviejų neuronų, be to, yra milijonai neurotransmiterių, kurie yra išleidžiami nuolat. Tai reiškia, kad iš tikrųjų atkurti žmogaus smegenis yra neįmanoma užduotis, neatsižvelgiant į tai, kiek metų ji skirta šiai bendrovei.

Mėlynojo smegenų projekto kūrėjai turi kompensuoti šiuos trūkumus supaprastindami savo skaitmeninių smegenų veikimą. Iš esmės tai yra ištirti nedidelės kelių žiurkių smegenų dalies veikimą (informaciją, surinktą per dvidešimt metų) ir „surinkti“ šią informaciją, siekiant sukurti algoritmą, skirtą numatyti šių nervų ląstelių aktyvavimo modelius. Kai tai buvo padaryta su 1000 neuronų grupe, mokslininkai pakartotinai panaudojo šį algoritmą, kad atkurtų 31 000 neuronų, aktyvuojančių tokiu pat būdu.

Tas faktas, kad jis buvo supaprastintas taip, kad buvo sukurtas šis laikinasis modelis, ir kad jis darys tą patį su žmogaus smegenimis, norinčiomis atkurti, daugelį balsų pakilo prieš šį projektą taip brangiai ir lėtai.. Kai kurie neurologai mano, kad idėja atkurti smegenis skaitmeniniu būdu yra absurdiška, nes nervų sistema neveikia su dvejetainiu kalba arba su iš anksto nustatyta programavimo kalba. Kiti paprasčiausiai teigia, kad išlaidos yra per didelės, kad būtų galima atlikti projektą. Laikas parodys, ar „Blue Brain“ projekto iniciatyva suteikia vaisių, kurių buvo tikimasi.