Blue Brain Project atjauno smadzenes, lai labāk saprastu

Cilvēka smadzenes ir raksturotas kā vissarežģītākā sistēma, kas pastāv, bet tas neliedz neirologiem un inženieriem sapņot par pilnīgu izpratni par tās darbību. Patiesībā, daži no tiem ir ierosināti, lai radītu cilvēka smadzeņu digitālo reproducēšanu lai ar viņu varētu veikt izmeklēšanu, ko nav iespējams veikt no novērošanas un eksperimentēšanas ar reālu nervu sistēmu, kas darbojas.

Tas ir tieši Blue Brain projekta mērķis, kas ir neticami ambicioza iniciatīva, kas tika uzsākta 2005. gadā un kuru virzīja IBM un Šveices universitāte (École Polytechnique Fédérale de Lausanne vai EPFL)..

Kas līdz šim ir darīts IBM

Vairāk nekā desmit gadus Blue Brain projekts Viņš ir izveidojis datoru modeli, kas satur informāciju par mazas žurkas smadzeņu daļas struktūru un darbību. Šī digitālā rekonstrukcija, kas šodien atbilst nedaudz vairāk nekā trešdaļai audu kubikmetru, ir vērsta uz to, lai precīzi atveidotu nervu šūnu savienošanas un aktivizēšanas veidu, kā arī to, kā fakts, ka šie aktivizēšanas modeļi smadzeņu plastiskuma dēļ laika gaitā maina fiziskas pārmaiņas.

Papildus daudzām citām smadzeņu jomām, Blue Brain Project ir jāizdara kvalitatīvs lēciens, kas iet no žurkas smadzeņu digitālas rekonstrukcijas, lai to izdarītu ar cilvēka smadzenēm, daudz lielāka un sarežģītāka.

Ko varētu izmantot šīs digitālās smadzenes??

Zilās smadzeņu projekta mērķis ir galu galā, izveidot datora modeli, ar kuru jūs zināmā mērā varat paredzēt, kā tiks aktivizēta neironu audu zona, ja tā tiek stimulēta noteiktā veidā. Tas ir, tas, kas ir paredzēts, ir izveidot rīku hipotēžu pārbaudei un mēģināt atkārtot vairākas reizes visu veidu eksperimentus, kas veikti ar reāliem smadzenēm, lai redzētu, vai rezultāti bija stabili, nevis rezultāta rezultāts.

Šī projekta potenciāls varētu būt milzīgs, saskaņā ar tās veicinātājiem, jo ​​lielo neironu paplašinājumu digitālās rekonstrukcijas esamība ļautu iegūt "testa manekenu", kurā eksperimentēt ar visu veidu situācijām un dažādiem mainīgajiem, kas ietekmētu ceļu kurā tiek aktivizētas cilvēka smadzeņu nervu šūnas.

Izmantojot šo modeli, mēs varētu, piemēram, izpētīt, kā darbojas visi kognitīvo procesu veidi, piemēram, veids, kā izsaukt atmiņas vai iedomāties rīcības plānus, un mēs varētu arī paredzēt, kāda veida simptomi radītu kaitējumu noteiktos reģionos. smadzeņu garozā Bet turklāt tas varētu kalpot, lai atrisinātu vienu no lielākajām cilvēka smadzeņu mistērijām: kā rodas apziņa, subjektīvā pieredze par to, ko mēs dzīvojam.

Apzinoties apziņu

Ideja, ka apziņa rodas, koordinējot lielo neironu tīklu izplatīšanu visā smadzenēs, nevis atkarīga no labi definētas struktūras un slēpta ar kādu centrālās nervu sistēmas daļu, ir ļoti laba veselība. Tas liek daudziem neirozinātniekiem to ticēt lai saprastu, kāda ir apziņas būtība, svarīgi ir aplūkot daudzu tūkstošu neironu sinhronizētas aktivācijas modeļus uzreiz, un ne tik daudz pētot smadzeņu anatomiskās struktūras atsevišķi.

Zilā smadzeņu projekts ļautu mums novērot un reaģēt reālajā laikā par daudzu neironu tīklu aktivizēšanas modeļiem, kaut ko var izdarīt tikai ļoti ierobežotā veidā ar reālām smadzenēm, un, piemēram, redzēt, kādas izmaiņas notiek, kad kāds iet no miega un miega bez miega, un kas notiek, kad apziņa atgriežas sapņu formā laikā REM fāze.

Zilā smadzeņu projekta trūkumi

Tiek lēsts, ka cilvēka smadzenēs ir aptuveni simts miljardi neironu. Tam ir jāpiebilst, ka nervu sistēmas darbība ir izskaidrota vairāk, kā neironi mijiedarbojas viens ar otru, nevis to daudzums, kas var ievērojami atšķirties, neietekmējot smadzeņu vispārējo darbību, un tāpēc attiecīgie ir tūkstošiem sinaptisko savienojumu. ka katrs neirons var izveidot ar otru. Katrā sinaptiskajā savienojumā starp diviem neironiem ir arī miljoniem neirotransmiteru, kas tiek atbrīvoti nepārtraukti. Tas nozīmē, ka patiesi atjaunot cilvēka smadzenes ir neiespējams uzdevums neatkarīgi no tā, cik gadu šis uzņēmums ir veltīts.

Zilās smadzeņu projekta veidotājiem ir jākompensē šie trūkumi, vienkāršojot to digitālo smadzeņu darbību. Tas, ko viņi dara, būtībā ir pētīt nelielu daļu no vairāku žurku smadzenēm (informāciju, kas savākta vairāk nekā divdesmit gadus), un "apkopot" šo informāciju, lai izstrādātu algoritmu, kas paredzēts šo nervu šūnu aktivizācijas modeļu prognozēšanai. Kad tas notika ar 1000 neironu grupu, pētnieki atkārtoti izmantoja šo algoritmu, lai atjaunotu 31 000 neironu, kas aktivizējas tādā pašā veidā.

Tas, ka šis provizoriskais modelis ir tik vienkārši vienkāršots un ka tas darīs to pašu ar cilvēka smadzenēm, kas vēlas atjaunot, ir devis daudzas balsis pret šo projektu tik dārgi un lēni.. Daži neirozinātnieki uzskata, ka ideja par smadzeņu atjaunošanu digitāli ir absurda, jo nervu sistēma nedarbojas ar bināro valodu vai ar iepriekš noteiktu programmēšanas valodu. Citi vienkārši saka, ka izmaksas ir pārāk augstas, lai izpildītu projektu. Laiks parādīs, vai Zilās smadzeņu projekta iniciatīva piešķir sagaidāmos augļus.