Когда вы читаете эти слова, сотни миллионов нервных клеток электрически и химически активны в вашем мозге. Эта активность позволяет вам распознавать слова, чувствовать мир, учиться, наслаждаться и создавать новые вещи, и быть любопытным об окружающем вас мире.
Действительно, наш мозг — мозг Homo sapiens - это самые увлекательные физические вещества, когда-либо появившиеся на Земле, около 200 000 лет назад.
Мозг настолько любопытен и амбициозен, что стремится понять себя и вылечить свои хрупкие элементы, когда заболевает.
Однако, несмотря на важные последние достижения в исследованиях мозга, мы до сих пор не знаем, как сложить кусочки головоломки. Именно поэтому совсем недавно по всему миру было начато несколько мега исследовательских проектов по изучению мозга.
Мы играем роль в одном из них - проекте "Человеческий мозг" (HBP).
Его главная цель - систематически каталогизировать все, что мы знаем о мозге, разработать гениальные экспериментальные и теоретические методы исследования мозга, а также собрать все, что мы узнали, в компьютерную модель мозга. Все это возможно, так как наш мозг сам разработал мощные компьютеры, Интернет и сложные математические и программные средства, которые в скором времени будут достаточно мощными, чтобы смоделировать в компьютере нечто столь сложное, как человеческий мозг.
Этот проект даст новое и более глубокое понимание нашего мозга, поможет нам разработать более эффективные методы лечения его болезней и, в конечном счете, научит нас строить более интеллектуальные обучающие компьютеры. Важно, что наш мозг нуждается всего лишь в нескольких приемах пищи в день (и, может быть, в дополнительных сладостях), чтобы сделать все это — гораздо более энергетически эффективно, чем даже простой компьютер.
БОЛЬШОЙ ВЗРЫВ ЧЕЛОВЕЧЕСКОГО МОЗГА
Вселенная началась с Большого Взрыва около 13 500 миллионов (миллиардов) лет назад. Затем совсем недавно, около 200 000 лет назад, произошел еще один "Большой взрыв" - на Земле появился Homo sapiens. Он имеет много генетических сходств с другими видами, такими как шимпанзе и, тем более, с другими гоминидами, такими как неандертальцы, которые жили с нами до 30 000 или около того лет назад. Но мы очень уникальны в одном конкретном смысле, в том, что наш мозг эволюционировал и стал удивительно творческим.
Мы передаем информацию среди нас через сложный разговорный и письменный язык, мы создаем искусство и науку, мы задумываем новые идеи и, в конце концов, строим новые вещи (игрушки, самолеты, мобильные телефоны, компьютеры), как никто другой на Земле никогда не делал. То, что делает человеческий мозг таким творческим, с его элементарными составляющими, такими как нервные клетки и их соединения ("синапсы"), и нейронная сеть, которую они формируют в различных областях мозга, все еще остается загадкой.
ПРОЕКТ ЧЕЛОВЕЧЕСКОГО МОЗГА
28 января 2013 года тысячи ученых по всему миру затаили дыхание. Европейское сообщество собиралось объявить о том, что среди 26 конкурирующих научно-исследовательских проектов выиграет 1 миллиард евро в течение 10 лет. В тот вечер были объявлены два победителя: Графен (под руководством шведских университетов) и швейцарский проект "Человеческий мозг" (HBP). В обоих этих европейских "флагманских проектах" участвуют сотни лабораторий и тысячи ученых, студентов и техников. Оба проекта-победителя обещают осуществить революцию в области наноматериалов (графен) и понимания мозга (HBP).
Фундаментальная идея, на которой базируется HBP, была задумана около 10 лет назад в мозгу профессора Генри Маркрама и его коллег по проекту под названием "Голубой мозг" (BBP).
Идея была двуединой:
- Понимание мозга требует систематического подхода для сбора и базы данных всей доступной информации о мозге, например, о различных типах клеток (например, о различных типах деревьев в лесу), о различной структуре электрической активности, состоящей из элементарных сигналов, "шипов", которые генерируют нервные клетки, и о соединениях, которые нейроны образуют между собой (синапсы) для создания функционирующих мозговых цепей
- Все имеющиеся данные мозга должны быть собраны в компьютере и смоделированы математически, чтобы убедиться в том, что огромное количество битов и кусков, составляющих смоделированную мозговую ткань, будут правильно общаться и генерировать коллективную деятельность, подобную той, которая наблюдается в реальном мозге.
Эта цифровая копия реальной мозговой ткани должна помочь нам понять, как работает биологическая ткань, составляющая мозг. У нас уже есть много примеров, когда подробная реалистичная компьютерная модель могла бы направлять эксперименты и дополнять знания, которые остаются экспериментально недоступными - например, по этическим причинам. Другими словами, компьютерная копия мозга позволит нам проводить виртуальные эксперименты, которые в противном случае трудно или невозможно провести на реальной биологической ткани.
Продолжение следует...
