Blue Brain Project herbouwt de hersenen om het beter te begrijpen

Het menselijk brein is beschreven als het meest complexe systeem dat bestaat, maar dat weerhoudt neurowetenschappers en ingenieurs er niet van om de werking ervan volledig te begrijpen. In feite, sommigen van hen zijn voorgesteld om een ​​digitale reproductie van het menselijke encefalon te maken om met hem onderzoeken te kunnen uitvoeren die onmogelijk kunnen worden uitgevoerd door observatie en experimenten met een echt zenuwstelsel in werking.

Dit is precies het doel van de Blue Brain Project, een ongelooflijk ambitieus initiatief werd gelanceerd in 2005, gedreven door IBM en een Zwitserse universiteit (Ecole Polytechnique Federale de Lausanne, of EPFL).

Wat is tot nu toe gedaan bij IBM

Al meer dan tien jaar, de Blue Brain Project Hij heeft een computermodel gebouwd dat informatie bevat over de structuur en het functioneren van een klein deel van de hersenen van een rat. Deze digitale reconstructie nu overeen met iets meer dan een derde kubieke millimeter weefsel wil getrouwe afspiegeling van de manier waarop zenuwcellen zijn verbonden en elkaar en zelfs hoe geactiveerde het feit dat deze activeringspatronen ervoor zorgen dat de hersenen in de loop van de tijd fysiek veranderen vanwege de plasticiteit van de hersenen.

Naast het behandelen van veel andere delen van de hersenen, is het Blue Brain Project moet de kwalitatieve sprong maken die gepaard gaat met het digitaal reconstrueren van de hersenen van een rat om hetzelfde te doen met het menselijk brein, veel groter en complexer.

Waarvoor zou dit digitale brein kunnen worden gebruikt??

Het doel van het Blue Brain Project is uiteindelijk, maak een computermodel waarmee je tot op zekere hoogte de manier kunt voorspellen waarop een gebied van neuronaal weefsel geactiveerd zal worden als het op een bepaalde manier gestimuleerd wordt. Dat wil zeggen dat het de bedoeling is om een ​​hulpmiddel te creëren waarmee de hypothese kan worden getest en meerdere keren meerdere soorten experimenten met echte hersenen kunnen worden herhaald om te zien of de verkregen resultaten solide zijn en niet het resultaat van toeval..

Het potentieel van dit project kunnen enorm zijn, aldus de voorstanders, omdat het bestaan ​​van een digitale reconstructie van grote stukken van neuronen een "test dummy", waarin om te experimenteren met allerlei situaties en verschillende variabelen die de wijze van invloed zou krijgen waarin de zenuwcellen van het menselijk brein worden geactiveerd.

Met dit model kan bijvoorbeeld onderzoeken hoe allerlei cognitieve processen zoals onze manier om herinneringen of verbeelden actieplannen werk roepen en misschien ook om te voorspellen wat voor soort symptomen een blessure aan bepaalde gebieden van het zou opleveren hersenschors Maar bovendien kan het dienen om een ​​van de grote mysteries van het menselijk brein op te lossen: hoe bewustzijn ontstaat, de subjectieve ervaring van wat we leven.

Het bestuderen van het bewustzijn

Het idee dat het bewustzijn komt voort uit de gecoördineerde werk van grote netwerken van neuronen verdeeld over de hersenen, in plaats van te vertrouwen op een goed gedefinieerde en verborgen ergens centrale zenuwstelsel, is het een zeer goede gezondheid structuur. Dit doet veel neurowetenschappers dat geloven Om te begrijpen wat de aard van bewustzijn is, is het belangrijk om te kijken naar de patronen van gesynchroniseerde activering van vele duizenden neuronen tegelijk, en niet zozeer het bestuderen van anatomische structuren van de hersenen afzonderlijk.

The Blue Brain Project zou ons in staat stellen om real-time te observeren en in te grijpen over de activeringspatronen van veel neurale netwerken, die alleen kan worden gedaan in zeer beperkte with brains echt zo, en zie, bijvoorbeeld, welke veranderingen zich voordoen als iemand gaat van wakker om in slaap zonder dromen, en wat er gebeurt wanneer het bewustzijn keert terug in de vorm van dromen voor de REM-fase.

De nadelen van het Blue Brain Project

Men schat dat een menselijk brein ongeveer honderd miljard neuronen bevat. Hieraan moeten we toevoegen dat de werking van het zenuwstelsel meer wordt uitgelegd door hoe neuronen met elkaar omgaan dan door hun hoeveelheid, die sterk kan variëren zonder het algehele functioneren van de hersenen te beïnvloeden, en daarom zijn de relevante de duizenden synaptische verbindingen. die elk neuron kan vaststellen met de ander. In elke synaptische verbinding tussen twee neuronen zijn bovendien miljoenen neurotransmitters die continu worden vrijgegeven. Dit betekent dat het menselijk brein op betrouwbare wijze wordt gerecreëerd is een onmogelijke taak, ongeacht het aantal jaren dat aan dit bedrijf is opgedragen.

De makers van het Blue Brain Project moeten deze tekortkomingen goedmaken door het functioneren van hun digitale brein te vereenvoudigen. Wat ze doen, fundamenteel, is het bestuderen van de werking van een klein deel van de hersenen van verschillende ratten (informatie verzameld over twintig jaar) en om deze informatie te "condenseren" om een ​​algoritme te ontwikkelen dat is gemaakt om de activeringspatronen van deze zenuwcellen te voorspellen. Toen dit eenmaal was gedaan met een groep van 1.000 neuronen, hergebruikden de onderzoekers dit algoritme om 31.000 neuronen te reproduceren die op dezelfde manier activeren.

Het feit dat het zo veel vereenvoudigd is in de constructie van dit voorlopig model en dat het hetzelfde gaat doen met het menselijk brein dat we willen recreëren, heeft tot veel stemmen geleid tegen dit project, dat zo duur en van trage ontwikkeling is.. Sommige neurowetenschappers zijn van mening dat het idee om een ​​brein digitaal te herscheppen, absurd is, omdat het zenuwstelsel niet werkt met een binaire taal of met een vooraf gedefinieerde programmeertaal. Anderen zeggen eenvoudigweg dat de kosten te hoog zijn voor de prestaties die kunnen worden getrokken uit het project. De tijd zal uitwijzen of het Blue Brain Project-initiatief de vruchten oplevert die ervan werden verwacht.