Blue Brain Project taastab aju, et seda paremini mõista

Inimese aju on kirjeldatud kui kõige keerulisemat süsteemi, mis eksisteerib, kuid see ei takista neuroteadlaste ja inseneride unistamist selle toimimise täielikust mõistmisest. Tegelikult, mõned neist on välja pakutud, et luua inimese aju digitaalne reprodutseerimine olla võimelised koos temaga läbi viima uurimisi, mida oleks võimalik teostada vaatluse ja katsetamisega tegeliku toimiva närvisüsteemiga.

See on täpselt Blue Brain Projecti eesmärk, mis on 2005. aastal käivitatud uskumatult ambitsioonikas algatus, mida juhib IBM ja Šveitsi ülikool (École Polytechnique Fédérale de Lausanne või EPFL)..

Mida on IBMis seni tehtud

Juba rohkem kui kümme aastat Blue Brain Project Ta on ehitanud arvutimudelit, mis sisaldab teavet roti väikese osa struktuuri ja toimimise kohta. See digitaalne rekonstrueerimine, mis praegu vastab pisut rohkem kui kolmandikule koe millimeetrist, eesmärk on täpselt taastada närvirakkude ühendamise ja aktiveerimise viis ning isegi kuidas asjaolu, et need aktiveerimismustrid põhjustavad aju plastilise muutumise tõttu füüsiliselt aja jooksul muutusi.

Lisaks paljudele teistele aju valdkondadele hõlmab sinise aju projekt peab tegema kvalitatiivse hüppe, mis hõlmab roti aju digitaalset rekonstrueerimist, et teha sama inimese aju jaoks, palju suurem ja keerulisem.

Mida võiks seda digitaalset aju kasutada??

Sinise aju projekti eesmärk on lõppkokkuvõttes, luua arvutimudel, millega saab mõnevõrra ennustada, kuidas neuronaalse koe piirkonda aktiveeritakse, kui seda teatud viisil stimuleeritakse. See tähendab, et kavatsetakse luua hüpoteeside testimise vahend ja proovida korrata igat liiki eksperimente, mis on tehtud reaalse aju abil, et näha, kas tulemused olid kindlad ja mitte juhuslikud.

Selle projekti potentsiaal võib tema promootorite sõnul olla tohutu, kuna neuronite suurte laienduste digitaalse rekonstrueerimise olemasolu võimaldaks saada "testimannuni", mille abil katsetada igasuguseid olukordi ja erinevaid muutujaid, mis mõjutaksid teed milles aktiveeritakse inimese aju närvirakud.

Selle mudeliga võiksime näiteks uurida, kuidas kõikvõimalikud kognitiivsed protsessid toimivad, nagu meie mälestuste äratamise viis või tegevuskavade kujundamine, ja me võiksime ka ennustada, milliseid sümptomeid tekitaks teatud piirkondades vigastusi. ajukoor Kuid lisaks sellele võiks see aidata lahendada ühte inimese aju suurtest saladustest: kuidas tekib teadvus, subjektiivne kogemus sellest, mida me elame.

Teadvuse uurimine

Väga hea tervisega on idee, et teadvus tekib ajus suurte neuronite võrgustike kooskõlastatud tegevusest, selle asemel, et sõltuda täpselt määratletud struktuurist ja kesknärvisüsteemi teatud osa peidetud. See paneb paljud neuroteadlased seda uskuma et mõista, milline on teadvuse olemus, on oluline vaadata paljude tuhandete neuronite samaaegse aktiveerimise mustreid korraga, ja mitte nii palju uurib aju anatoomilisi struktuure eraldi.

Sinise aju projekt võimaldaks meil reaalajas jälgida ja sekkuda paljude närvivõrkude aktiveerimismustritesse, midagi, mida saab teha ainult väga piiratud viisil tegelike aju abil, ja vaata näiteks, millised muutused tekivad siis, kui keegi läheb ärkamisest magama ilma unistamata, ja mis juhtub siis, kui teadvus naaseb unenäo ajal REM-faas.

Sinise aju projekti puudused

Hinnanguliselt sisaldab inimese aju umbes sada miljardit neuronit. Selleks peame lisama, et närvisüsteemi toimimist selgitatakse rohkem selle kaudu, kuidas neuronid üksteisega suhtlevad kui nende kogus, mis võib suuresti varieeruda, ilma et see mõjutaks aju üldist toimimist, ning seetõttu on asjakohased tuhanded sünaptilised ühendused et iga neuron võib teistega luua. Lisaks on kahe neuroni vahelises sünaptilises ühenduses lisaks miljoneid neurotransmittereid, mis vabanevad pidevalt. See tähendab, et aju taaskäivitamine on võimatu ülesanne, olenemata sellest, mitu aastat on see ettevõte pühendatud.

Sinise aju projekti loojad peavad need puudused korvama, lihtsustades nende digitaalsete aju toimimist. Põhimõtteliselt on nad uurida mitme roti aju väikese osa (üle kahekümne aasta kogutud info) toimimist ja seda informatsiooni "kondenseerida", et töötada välja algoritm, mis on ette nähtud nende närvirakkude aktiveerimismustreid ennustama. Kui see tehti 1000 neuroniga rühma, kasutasid teadlased seda algoritmi uuesti 31 000 neuroniga, mis aktiveerivad samal viisil.

Asjaolu, et selle ajutise mudeli konstrueerimisel on nii palju lihtsustatud ja see, et ta kavatseb sama teha ka inimese aju vastu, kes soovib taastada, on selle projekti vastu nii kalliks ja aeglaseks muutunud.. Mõned neuroteadlased usuvad, et aju digitaalse taasloomise idee on absurdne, kuna närvisüsteem ei tööta binaarse keele või eelnevalt määratletud programmeerimiskeelega. Teised lihtsalt ütlevad, et kulud on projekti teostamiseks liiga suured. Aeg näitab, kas sinise aju projekti algatus annab sellest oodatud viljad.