Projek Blue Brain membina semula otak untuk memahaminya dengan lebih baik

Otak manusia telah digambarkan sebagai sistem yang paling rumit yang wujud, tetapi itu tidak menghalang neuroscientist dan jurutera dari bermimpi untuk memahami sepenuhnya operasinya. Malah, sesetengah daripada mereka telah dicadangkan untuk menghasilkan pembiakan digital otak manusia untuk dapat menjalankan dengannya siasatan yang mustahil untuk menjalankan dari pemerhatian dan eksperimen dengan sistem saraf sebenar yang beroperasi.

Ini adalah matlamat Projek Otak Biru, inisiatif yang sangat bercita-cita tinggi yang dilancarkan pada tahun 2005, didorong oleh IBM dan universiti Switzerland (École Polytechnique Fédérale de Lausanne, atau EPFL).

Apa yang telah dilakukan setakat ini di IBM

Selama lebih dari sepuluh tahun, Projek Otak Biru Dia telah membina model komputer yang mengandungi maklumat mengenai struktur dan fungsi sebahagian kecil otak tikus. Pembinaan semula digital ini, yang hari ini sepadan dengan sedikit lebih daripada satu pertiga daripada milimeter padu tisu, bertujuan untuk menghasilkan semula cara yang sel-sel saraf menyambung dan mengaktifkan antara satu sama lain, dan juga bagaimana hakikat bahawa corak pengaktifan ini menyebabkan otak berubah secara fizikal dari masa ke masa kerana kepekaan otak.

Di samping meliputi banyak bidang otak lain, Projek Otak Biru perlu membuat lompatan kualitatif yang melibatkan diri dari membina semula otak tikus untuk melakukan perkara yang sama dengan otak manusia, jauh lebih besar dan lebih kompleks.

Apa yang boleh digunakan oleh otak digital ini??

Matlamat Projek Otak Biru adalah, pada akhirnya, buat model komputer yang mana anda boleh meramalkan sejauh mana cara di mana kawasan tisu neuron akan diaktifkan jika ia dirangsang dengan cara tertentu. Maksudnya, apa yang dimaksudkan adalah untuk membuat alat untuk menguji hipotesis dan cuba mengulangi beberapa kali semua jenis eksperimen yang dilakukan dengan otak sebenar untuk melihat apakah hasil itu pepejal dan bukan hasil dari peluang.

Potensi projek ini boleh menjadi sangat besar, menurut penganjurnya, kerana kewujudan rekonstruksi digital pembesaran neuron besar akan membolehkan mendapatkan "manikin ujian" di mana untuk bereksperimen dengan semua jenis situasi dan pembolehubah yang berbeza yang akan memberi kesan kepada cara di mana sel-sel syaraf otak manusia diaktifkan.

Dengan model ini, kita boleh, contohnya, mengkaji bagaimana semua jenis proses kognitif bekerja, seperti cara kita membangkitkan kenangan atau membayangkan rancangan tindakan, dan kita juga dapat meramalkan jenis gejala yang akan menghasilkan kecederaan di kawasan-kawasan tertentu korteks serebrum Tetapi, sebagai tambahan, ia dapat berfungsi untuk menyelesaikan salah satu misteri besar otak manusia: bagaimana kesedaran timbul, pengalaman subjektif tentang apa yang kita hidup.

Mempelajari kesedaran

Idea bahawa kesedaran timbul daripada kerja-kerja penyelarasan rangkaian neuron besar yang diedarkan di seluruh otak, bukannya bergantung pada struktur yang jelas dan tersembunyi oleh sebahagian daripada sistem saraf pusat, menikmati kesihatan yang sangat baik. Ini menjadikan banyak pakar neurosik percaya bahawa untuk memahami apa sifat kesedaran, perkara yang penting ialah melihat corak penyelarasan serentak beribu-ribu neuron sekaligus, dan tidak banyak mengkaji struktur anatomi otak secara berasingan.

Projek Otak Biru akan membolehkan kita mengamati dan campur tangan dalam masa nyata mengenai pola pengaktifan pelbagai rangkaian saraf, sesuatu yang hanya boleh dilakukan dengan cara yang sangat terhad dengan otak sebenar, dan lihat, sebagai contoh, apa perubahan berlaku apabila seseorang pergi dari tidur untuk tidur tanpa bermimpi, dan apa yang berlaku apabila kesedaran kembali dalam bentuk impian semasa Fasa REM.

Kelemahan Projek Otak Biru

Dianggarkan bahawa otak manusia mengandungi kira-kira seratus bilion neuron. Untuk ini, kita mesti menambah bahawa fungsi sistem saraf dijelaskan lebih lanjut dengan bagaimana neuron berinteraksi satu sama lain daripada kuantiti mereka, yang boleh berbeza-beza tanpa menjejaskan keseluruhan fungsi otak, dan oleh itu yang berkaitan adalah beribu-ribu sambungan sinaptik bahawa setiap neuron boleh ditubuhkan dengan yang lain. Dalam setiap sambungan sinaptik antara dua neuron, di samping itu, terdapat berjuta-juta penarafan neurotransmiter yang dilepaskan secara berterusan. Ini bermakna bahawa mencipta otak manusia dengan setia adalah tugas yang mustahil, tidak kira berapa tahun yang didedikasikan untuk syarikat ini.

Pencipta Projek Otak Biru perlu membuat kekurangan ini dengan mempermudahkan fungsi otak digital mereka. Apa yang mereka lakukan, secara asasnya, adalah untuk mengkaji fungsi sebahagian kecil otak beberapa tikus (maklumat yang dikumpulkan lebih dari dua puluh tahun) dan untuk "memperkecil" maklumat ini untuk membangunkan algoritma yang dibuat untuk meramalkan pola pengaktifan sel-sel saraf ini. Sebaik sahaja ini dilakukan dengan sekumpulan 1,000 neuron, para penyelidik menggunakan semula algoritma ini untuk mencipta 31,000 neuron yang diaktifkan dengan cara yang sama.

Fakta bahawa ia telah dipermudahkan banyak dalam pembinaan model sementara ini dan bahawa ia akan melakukan perkara yang sama dengan otak manusia yang mahu mencipta telah membuat banyak suara telah meningkat terhadap projek ini begitu mahal dan perkembangan perlahan. Sesetengah pakar neurologi percaya bahawa idea untuk mencipta otak secara digital adalah tidak masuk akal, kerana sistem saraf tidak berfungsi dengan bahasa binari atau dengan bahasa pengaturcaraan yang telah ditetapkan. Lain-lain hanya mengatakan bahawa kos terlalu tinggi untuk prestasi yang boleh ditarik ke projek. Masa akan memberitahu jika inisiatif Projek Otak Biru memberikan buah-buahan yang diharapkan daripadanya.