Blue Brain Project genopbygge hjernen for at forstå det bedre

Den menneskelige hjerne er blevet beskrevet som det mest komplekse system, der eksisterer, men det forhindrer ikke neuroscientists og ingeniører i at drømme om at få fuldt ud at forstå sin drift. Faktisk, nogle af dem er blevet foreslået at skabe en digital gengivelse af den menneskelige hjerne for at kunne gennemføre undersøgelser, der ville være umulige at udføre fra observation og eksperimentering med et ægte nervesystem i drift.

Dette er netop målet for Blue Brain Project, et utrolig ambitiøst initiativ, der blev lanceret i 2005, drevet af IBM og et schweizisk universitet (École Polytechnique Fédérale de Lausanne eller EPFL).

Hvad er der sket indtil videre i IBM

I mere end ti år har Blue Brain Project Han har opbygget en computer model, der indeholder information om strukturen og funktionen af ​​en lille del af hjernen hos en rotte. Denne digitale rekonstruktion, som i dag svarer til lidt mere end en tredjedel af en kubikmilimeter væv, har til formål at gengive den måde, hvorpå nervecellerne forbinder og aktiverer hinanden, og selv hvordan det faktum, at disse aktiveringsmønstre får hjernen til at ændre sig fysisk over tid på grund af hjernens plasticitet.

Udover at dække mange andre områder af hjernen, Blue Brain Project skal gøre det kvalitative spring, der indebærer at gå fra digital rekonstruktion af en rotters hjerne for at gøre det samme med den menneskelige hjerne, meget større og mere kompleks.

Hvad kunne denne digitale hjerne bruges til??

Målet med Blue Brain Project er i sidste ende, lav en computer model, som du i en vis grad kan forudsige, hvordan et område af neuronvæv bliver aktiveret, hvis det stimuleres på en bestemt måde. Det vil sige, at det er meningen at skabe et værktøj til at teste hypoteser og forsøge at gentage flere gange alle former for eksperimenter udført med ægte hjerner for at se om resultaterne var solide og ikke et resultat af tilfældigheder.

Potentialet i dette projekt kunne være enormt, ifølge dets initiativtagerne, da eksistensen af ​​en digital rekonstruktion af store forlængelser af neuroner ville give mulighed for at opnå en "test manikin" til at eksperimentere med alle mulige situationer og forskellige variabler, der ville påvirke vejen hvor nervecellerne i en menneskelig hjerne er aktiveret.

Med denne model kunne vi for eksempel studere, hvordan alle former for kognitive processer virker som vores måde at fremkalde minder eller forestille handlingsplaner på, og vi kunne også forudsige, hvilken type symptomer der ville forårsage skade på visse områder af cerebral cortex Men det kan desuden tjene til at løse en af ​​de store mysterier i den menneskelige hjerne: hvordan bevidstheden opstår, den subjektive oplevelse af det, vi lever.

Studerende bevidsthed

Tanken om, at bevidsthed stammer fra det koordinerede arbejde af store netværk af neuroner fordelt gennem hjernen, i stedet for at afhænge af en veldefineret struktur og skjult af en del af centralnervesystemet, har et meget godt helbred. Dette gør mange neurovidenskaber til at tro på det at forstå, hvad bevidsthedens karakter er, er det vigtigt at se på mønstrene for synkroniseret aktivering af mange tusind neuroner på én gang, og ikke så meget at studere hjernens anatomiske strukturer separat.

The Blue Brain Project ville tillade os at observere og gribe ind i realtid om aktiveringsmønstre af mange neurale netværk, noget der kun kan gøres på en meget begrænset måde med virkelige hjerner og se for eksempel hvilke ændringer der sker, når nogen går fra at være vågen til at sove uden at drømme, og hvad sker der, når bevidstheden vender tilbage i form af drømme under REM fase.

Ulemperne ved Blue Brain Project

Det skønnes, at en menneskelig hjerne indeholder omkring hundrede milliarder neuroner. Til dette må vi tilføje, at nervesystemet kan forklares ved, hvordan de interagerer neuroner i mængde, som kan variere betydeligt uden at påvirke den overordnede funktion af hjernen, og derfor hvad der er vigtigt er de tusindvis af synaptiske forbindelser at hver neuron kan etablere sig med den anden. I hver synaptisk forbindelse mellem to neuroner er der desuden millioner af neurotransmittere, der frigives kontinuerligt. Det betyder, at trofast genskabelse af en menneskelig hjerne er en umulig opgave, uanset antallet af år, der er dedikeret til dette firma.

Skaberne af Blue Brain Project skal gøre op for disse mangler ved at forenkle deres digitale hjernes funktion. Hvad de gør, dybest set, det er at studere funktionen af ​​en lille del af hjernen af ​​flere rotter (oplysninger indsamlet i tyve år) og "kondensere" disse oplysninger til at udvikle en algoritme lavet til at forudsige aktivering mønstre af disse nerveceller. Når dette blev gjort med en gruppe på 1000 neuroner, brugte forskerne igen denne algoritme til at genskabe 31.000 neuroner, der aktiverede på samme måde.

Den kendsgerning, at det er blevet forenklet så meget i opførelsen af ​​denne foreløbige model, og at den vil gøre det samme med den menneskelige hjerne, der ønsker at genskabe, har gjort mange stemmer har stået op for dette projekt så dyrt og af langsom udvikling. Nogle neuroscientists mener, at ideen om at genskabe en hjerne digitalt er absurd, da nervesystemet ikke virker med et binært sprog eller med et foruddefineret programmeringssprog. Andre siger blot, at omkostningerne er for høje til det resultat, der kan drages til projektet. Tiden vil vide, om initiativet fra Blue Brain Project giver de frugter, der var forventet af det.