Projekt Blue Brain: obnovitev možganov, da bi bolje razumeli
Človeški možgani so opisani kot najbolj zapleten sistem, ki obstaja, vendar to ne preprečuje nevroznanstveniki in inženirji, da sanjarijo, da bodo v celoti razumeli njegovo delovanje. Dejansko, nekateri so bili predlagani za ustvarjanje digitalne reprodukcije človeškega encefalona da bi lahko opravljali preiskave, ki bi jih bilo mogoče iz opazovanja in eksperimentiranja izvesti z resničnim živčnim sistemom.
To je ravno cilj projekta Blue Brain Project, neverjetno ambiciozne pobude, ki se je začela leta 2005 in jo podpirajo IBM in švicarska univerza (École Polytechnique Fédérale de Lausanne, ali EPFL).
Kaj je bilo storjeno do sedaj v IBM-u
Že več kot deset let Blue Brain Project Gradi računalniški model, ki vsebuje informacije o strukturi in delovanju majhnega dela možganov podgana. Ta digitalna rekonstrukcija, ki danes ustreza malo več kot tretjini kubičnega milimetra tkiva, želi zvesto razmnožiti način, kako se živčne celice povezujejo in aktivirajo, pa tudi kako dejstvo, da ti aktivacijski vzorci povzročajo, da se možgani sčasoma spreminjajo zaradi plastične sposobnosti možganov.
Poleg tega, da pokriva veliko drugih področij možganov, Blue Brain Project mora opraviti kvalitativni preskok, ki vključuje prehod iz digitalnega rekonstruiranja možganov podgana, da bi to storili enako s človeškimi možgani , veliko večja in bolj zapletena.
Za kaj bi lahko uporabili ta digitalni možgani?
Cilj projekta Blue Brain je, na kratko, ustvarite računalniški model, s katerim lahko v določeni meri napišete, kako se aktivira območje nevronskega tkiva, če se na nek način spodbudi . To pomeni, da je namenjeno ustvariti orodje, ki omogoča preskušanje hipoteze in poskusite večkrat ponoviti vse vrste eksperimentov, opravljenih z resničnimi možgani, da ugotovite, ali so dobljeni rezultati trdni in niso rezultat naključja.
Potencial tega projekta bi lahko bil po mnenju njegovih promotorjev ogromen, saj bi obstoj digitalne rekonstrukcije velikih podaljškov nevronov omogočil preskusno preskusno lutko, v kateri bi lahko eksperimentirali z vsemi vrstami situacij in različnimi spremenljivkami, ki bi vplivale na način v kateri se aktivirajo živčne celice človeških možganov.
S tem modelom bi lahko na primer preučili, kako delujejo vse vrste kognitivnih procesov, kot je na primer način, kako izzvati spomine ali predstavljati akcijske načrte, in lahko tudi predvidevamo, katere vrste simptomov bi povzročile poškodbo na določenih področjih možganska skorja Toda poleg tega bi lahko služila reševanju ene od velikih skrivnosti človeških možganov: kako se pojavi zavest, subjektivno doživetje tega, kar živimo.
Študija zavesti
Zamisel, da zavest izhaja iz usklajenega dela velikih mrež nevronov, razporejenih po možganih, namesto da bi bilo odvisno od dobro definirane strukture in skritih z delom osrednjega živčnega sistema, je v zelo dobrem zdravstvenem stanju. To mnogim nevroznanstvenikom verjame v to Da bi razumeli, kakšna je narava zavesti, je pomembno, da pogledamo vzorce sinhronizirane aktivacije več tisoč nevronov hkrati , in ne toliko za anatomske strukture možganov posebej.
Projekt Blue Brain bi nam omogočili opazovanje in posredovanje v realnem času o vzorcih aktiviranja številnih nevronskih mrež , kar je mogoče storiti le na zelo omejen način z resničnimi možgani, in glej, na primer, kakšne spremembe se pojavijo, ko kdo odhaja iz budnosti, da bi spal brez sanja, in kaj se zgodi, ko se zavest vrne v obliki sanj med fazo REM.
Pomanjkljivosti projekta Blue Brain
Ocenjuje se, da človeški možgani vsebujejo približno sto milijard milijard nevronov. Na to moramo dodati, da je delovanje živčnega sistema bolj razloženo s tem, kako nevroni komunicirajo drug z drugim kot s svojo količino, ki se lahko močno razlikujejo, ne da bi to vplivalo na splošno delovanje možganov, zato so pomembni tisoči sinaptičnih povezav ki jih vsak nevron lahko vzpostavi z drugimi. V vsaki sinaptični povezavi med dvema nevronoma poleg tega obstajajo milijoni nevrotransmiterjev, ki se sproščajo neprekinjeno . To pomeni, da je verodostojno ponovno ustvarjanje človeških možganov nemogoča naloga, ne glede na število let, ki je namenjeno temu podjetju.
Kreatorji projekta Blue Brain morajo odpraviti te pomanjkljivosti s poenostavitvijo delovanja svojih digitalnih možganov.V bistvu gre za preučevanje delovanja majhnega dela možganov več podgan (informacij, zbranih več kot dvajset let) in za "zbiranje" teh informacij, da bi razvili algoritem za napovedovanje aktivacijskih vzorcev teh živčnih celic. Ko je to naredilo s skupino 1.000 nevronov, so raziskovalci ponovno uporabili ta algoritem za ponovno ustvarjanje 31.000 nevronov, ki se aktivirajo na enak način.
Dejstvo, da je bila v konstrukciji tega začasnega modela toliko poenostavljena in da bo storila enako s človeškimi možgani, ki si želi ponovno ustvariti, je veliko nasprotovalo temu projektu tako drag in počasen razvoj. Nekateri nevroznanstveniki verjamejo, da je ideja o ponovnem oblikovanju možganov digitalno absurdna , ker živčni sistem ne deluje z binarnim jezikom ali z vnaprej določenim programskim jezikom. Drugi preprosto rečejo, da so stroški previsoki za uspešnost, ki jo je mogoče izvesti v projekt. Čas bo pokazal, ali pobuda projekta Blue Brain daje sadove, ki so se od njega pričakovale.
