Наука Генри Маркрам (Henry Markram) планирует с нуля воссоздать человеческий мозг. Невролог из Швейцарского технологического института полагает, что единственный способ по-настоящему понять, как работает человеческий мозг, и почему он часто отказывается работать, это воссоздать его, а затем провести на нем ряд экспериментов.
Маркрам основал "Проект Мозга Человека" для того, чтобы сделать именно это. Усилия направлены на интеграцию сотен тысяч единиц мозговой головоломки, которые были обнаружены нейробиологами в течение последних нескольких десятилетий, начиная от структуры и механизмов работы ионных каналов, до моделей сознательного принятия решений. Затем объединить все это в единую модель суперкомпьютера, виртуального мозга.
Если план сработает, то в результате будет получен образец, который сможет учиться и постепенно развивать комплекс познавательных способностей, так же, как и живой человек. Более того, его запрограммированная структура, мозговой код, который создастся в результате проекта, станет доступной всем неврологам мира, которые смогут проводить с ним любые эксперименты, будь то виртуальные рентгеновские исследования, тестирование новых препаратов, при этом процессы функционирования "мозга" на любом уровне воздействия не будут нарушаться, а ученые будут только наблюдать за результатом.
Проект вызвал очень много споров. Некоторые ученые говорят о том, что он просто не будет работать, другие утверждают, что виртуальный мозг будет таким же таинственным и "трудно работающим", как настоящий. Тем не менее, "Проект Мозга Человека" был выбран в качестве финалиста конкурса Европейского Союза по флагманским инициативам, на его развитие может быть выделено 1 миллиард евро. Если все же команда Маркрама выиграет конкурс, то что они на самом деле будут делать? Как можно построить человеческий мозг?
"У нас уже есть прототип системы, мы готовы расширять, совершенствовать и активно работать над ней", - говорит Маркрам, который разбивает процесс работы на семь основных шагов.
Мозговая механика
Сначала ученые должны решить, в каком объеме необходима ткань головного мозга для строения, затем они должны создать математические модели нейронов для этого объема в соответствии с экспериментальными данными, полученными от реального человеческого мозга.
Далее, они будут подключать модели нейронов друг к другу через виртуальные синапсы. Что касается скорости сигнала, то даже суперкомпьютер, который может выполнять 1000000000 миллиардов вычислений в секунду, будет лишен возможности одновременной обработки информации таким образом, как это происходит в человеческом мозгу, поэтому модель виртуального мозга будет всегда выполнять задачи и генерировать мысли в замедленном темпе по отношению к человеку.
На четвертом этапе строения мозга необходимо будет запустить систему. Ученые с помощью компьютерного программирования функционализируют модели нейронов и синапсов, а также глиальные клетки и кровоток. Чтобы заставить эти части работать максимально приближенно к реальности, специалисты обрабатывают все существующие данные в литературе и в базах данных, соотносят результаты и применяют их для создания биологически точной модели.
Если функция определенной части мозга еще не известна науке, то команда ученых или будет сотрудничать с другими неврологами для поиска ответа на вопрос, или же вставит специальный "заполнитель" в свою программу, который будет там до тех пор, пока ответ не будет найден.
Далее команда проведет серию экспериментов, чтобы убедиться, что клетки и синапсы работают соответствующим образом. "Модель служит для регулярной интеграции биологических данных, поэтому со временем, виртуальный мозг будет становиться все более точным", - говорит Маркрам.
Виртуальная реальность
Шестым шагом реализации проекта человеческого мозга является подключение его к виртуальной среде, то есть создание условий для того, чтобы у мозга развивались познавательные способности. "При построении подобной модели, ее необходимо "научить" мыслить, принимать решения и действовать. Это медленный процесс, поэтому для его реализации необходимы очень мощные суперкомпьютеры".
Однако, даже, несмотря на то, что ученые будут строить мозг взрослого человека, и, следовательно, им не нужно будет воссоздавать процесс строительства нейронов и синапсов, который происходит в детстве, им все равно придется "учить" мозг воспринимать реальность, для того, чтобы он смог генерировать разумные мысли. Мозг будет познавать виртуальный мир при помощи взаимодействия с виртуальными агентами.
И, наконец, ученые будут разрабатывать и проводить эксперименты на созданной модели, в надежде исследовать все, начиная от истоков человеческого поведения, до воздействия новых препаратов на головной мозг, а также изучение действия 560 болезней, калечащих человеческий разум.
