Blue Brain Project obnovi možgane, da bi ga bolje razumeli

Človeški možgani so bili opisani kot najbolj zapleten sistem, ki obstaja, vendar to ne preprečuje nevroznanstvenikom in inženirjem, da bi sanjali o tem, da bi popolnoma razumeli njegovo delovanje. Pravzaprav, nekatere od njih so bile predlagane za ustvarjanje digitalne reprodukcije človeških možganov biti sposoben z njim opraviti preiskave, ki jih ni mogoče izvesti iz opazovanja in eksperimentiranja z dejanskim živčnim sistemom, ki deluje.

Prav to je cilj projekta Blue Brain, neverjetno ambiciozne pobude, ki se je začela leta 2005, vodili pa sta jo IBM in švicarska univerza (École Polytechnique Fédérale de Lausanne ali EPFL)..

Kaj je bilo doslej storjenega pri IBM-u

Že več kot deset let Projekt Blue Brain Zgradil je računalniški model, ki vsebuje informacije o strukturi in delovanju majhnega dela možganov podgane. Ta digitalna rekonstrukcija, ki danes ustreza nekaj več kot tretjini kubičnega milimetra tkiva, si prizadeva zvesto reproducirati način, kako se živčne celice med seboj povezujejo in aktivirajo, in tudi kako dejstvo, da ti aktivacijski vzorci povzročajo, da se možgani sčasoma spremenijo zaradi plastičnosti možganov.

Poleg tega, da pokriva številna druga področja možganov, projekt Blue Brain mora narediti kvalitativni preskok, ki vključuje prehod iz digitalne rekonstrukcije možganov podgane, da bi storil enako s človeškimi možgani, veliko večji in kompleksnejši.

Za kaj bi lahko uporabljali te digitalne možgane??

Cilj projekta Blue Brain je na koncu, ustvarite računalniški model, s katerim lahko v določeni meri predvidite način aktiviranja območja nevronskega tkiva, če ga stimulirate na določen način. To pomeni, da je namen ustvariti orodje za preizkušanje hipotez in poskusiti ponoviti večkrat vse vrste poskusov, opravljenih z resničnimi možgani, da vidimo, ali so rezultati trdni in ne rezultat naključja..

Potencial tega projekta bi lahko bil po mnenju njegovih promotorjev ogromen, saj bi obstoj digitalne rekonstrukcije velikih razširitev nevronov omogočil pridobitev "preskusne lutke", v kateri bi eksperimentirali z vsemi vrstami situacij in različnimi spremenljivkami, ki bi vplivale na način v kateri so aktivirane živčne celice človeških možganov.

S tem modelom bi lahko na primer preučili, kako delujejo vse vrste kognitivnih procesov, kot je na primer način vzbujanja spominov ali predstavljanja akcijskih načrtov, in lahko napovemo tudi, kateri tipi simptomov bi povzročili poškodbo na nekaterih področjih možganske skorje Poleg tega pa lahko služi reševanju ene od velikih skrivnosti človeških možganov: kako nastaja zavest, subjektivna izkušnja tega, kar živimo.

Študij zavesti

Ideja, da zavest izhaja iz usklajenega dela velikih mrež nevronov, porazdeljenih po možganih, namesto da bi bila odvisna od dobro opredeljene strukture in skrita z delom osrednjega živčnega sistema, uživa zelo dobro zdravje. Zaradi tega mnogi nevroznanstveniki verjamejo v to da bi razumeli, kakšna je narava zavesti, je pomembno pogledati vzorce sinhronizirane aktivacije več tisoč nevronov naenkrat, in ne toliko preučevanja anatomskih struktur možganov ločeno.

Projekt Blue Brain bi nam omogočil opazovanje in posredovanje v realnem času o aktivacijskih vzorcih mnogih nevronskih mrež, nekaj, kar lahko naredimo le na zelo omejen način z resničnimi možgani, in vidimo, na primer, kakšne spremembe se pojavijo, ko nekdo gre od budnega do spanja brez sanjanja, in kaj se zgodi, ko se zavest vrne v obliki sanj med REM faza.

Pomanjkljivosti projekta Blue Brain

Ocenjuje se, da človeški možgani vsebujejo okoli sto milijard nevronov. K temu moramo dodati, da je delovanje živčnega sistema bolj pojasnjeno z medsebojnim delovanjem nevronov, kot pa s količino, ki se lahko zelo razlikuje, ne da bi vplivala na splošno delovanje možganov, zato so pomembne tisoče sinaptičnih povezav. da lahko vsak nevron vzpostavi z drugim. Poleg tega je v vsaki sinaptični povezavi med dvema nevronima milijone nevrotransmiterjev, ki se sproščajo neprekinjeno. To pomeni, da je resnično ustvarjanje človeških možganov nemogoča naloga, ne glede na število let, ki je namenjeno tej družbi.

Ustvarjalci projekta Blue Brain morajo te pomanjkljivosti nadomestiti s poenostavitvijo delovanja svojih digitalnih možganov. V bistvu je to, da preučijo delovanje majhnega dela možganov več podgan (informacije, zbrane več kot dvajset let), in "kondenzirajo" te informacije, da razvijejo algoritem za napoved aktivacijskih vzorcev teh živčnih celic. Ko je bilo to opravljeno s skupino 1000 nevronov, so raziskovalci ponovno uporabili ta algoritem za ponovno ustvarjanje 31.000 nevronov, ki se aktivirajo na enak način..

Dejstvo, da je bilo tako veliko poenostavljeno pri gradnji tega začasnega modela in da bo storil enako s človeškimi možgani, ki želijo ustvariti, je povzročilo, da so se številni glasovi dvignili proti temu projektu tako drago in počasnega razvoja. Nekateri nevroznanstveniki verjamejo, da je ideja o ponovnem ustvarjanju možganov digitalno absurdna, ker živčni sistem ne deluje z binarnim jezikom ali z vnaprej določenim programskim jezikom. Drugi preprosto pravijo, da so stroški previsoki za uspešnost, ki jo lahko prinese projekt. Čas bo pokazal, ali pobuda projekta Blue Brain daje sadove, ki so bili od nje pričakovani.