Smegenys kraustosi į kompiuterį

Henris Markramas, projekto „Blue Brain” direktorius, jau yra sėkmingai sukūręs žiurkės smegenų dalių simuliacijas. Oksforde surengtoje kasmetinėje Technologijų, pramogų ir dizaino konferencijoje (TED) jis pareiškė, kad sintetinės žmogaus smegenys būtų ypač naudingos ieškant būdų gydyti smegenų ligoms.

„Sukurti žmogaus smegenis nėra neįmanoma, ir mes galime tai padaryti per 10 metų”, – sako jis.

Projektas buvo pradėtas prieš ketverius metus ir yra skirtas išsiaiškinti žinduolių smegenų veikimo principams, naudojantis laboratorijų duomenimis.

H. Markramo komanda analizavo tam tikrą neseniai susiformavusią smegenų sritį, vadinamą neokorteksu, arba raukšlėtąja smegenų žieve.

„Tai naujieji smegenys, – aiškina mokslininkas. – Žinduoliams jų reikėjo bendraujant tarpusavyje, auginant palikuonius ir vykdant sudėtingas pažintines funkcijas”.

„[Neokortekso] evoliucija nuo pelės iki žmogaus buvo tokia sėkminga, kad, skaičiuojant sudedamuosius vienetus, jis išsiplėtė daugiau nei tūkstantį kartų, tapdamas beveik gąsdinančiai sudėtingu organu”, – pasakoja H. Markramas.

Anot mokslininko, raukšlėtoji smegenų žievė ir toliau sparčiai vystosi. H. Markramas su komanda šios smegenų srities struktūrą tyrinėja pastaruosius 15 metų.

„Tai šiek tiek panašu į bandymą sukataloguoti pasirinktą miško dalį: [aiškinamės] kiek medžių ten auga, kokia jų forma, kiek rūšių ir kaip jie išsidėstę, – sako jis. – Tačiau tai šiek tiek daugiau nei tik katalogavimas, nes reikia atrasti ir aprašyti visas [atskirų elementų] komunikavimo taisykles ir jungimosi principus”.

Projekto kompiuteriniame modelyje dabar įrašyti šimtai tūkstančių neuronų, iš kurių ir sudarytas dirbtinis neokorteksas. Ir nors kiekvienas neuronas yra unikalios struktūros, mokslininkai atrado, kad smegenyse neuronai sąveikauja pagal tam tikrą „šabloną”. Atradimas gali paaiškinti ir tai, kodėl skirtingos gyvūnų rūšys nesusikalba.

Kad dirbtiniai smegenys veiktų, kiekvieno neurono elgesį reikia apskaičiuoti atskirai. Tai taip sudėtinga, kad dešimčiai neuronų prireiktų dešimties nešiojamųjų kompiuterių. Vietoje jų mokslininkai įdarbino superkompiuterį „IBM Blue Gene”, kuriame sujungti 10 tūkstančių procesorių.

Simuliacijos tyrėjams leidžia geriau suprasti, kaip veikia tikri smegenys. Pavyzdžiui, „parodžius” kompiuteriui gėlės vaizdelį, dirbtiniai neuronai sukuria vidinį jos atspindį. Kol kas mokslininkai žino tik tai, kad toks procesas vyksta, ir tikisi ilgainiui išmokti tokius atspindžius „ištraukti” ir apžiūrėti. Tuomet būtų galima tiesiogiai stebėti, kaip smegenys suvokia pasaulį.

Taigi projektas turėtų gerokai pastūmėti priekin mūsų žinias neuromokslų ir filosofijos srityse. Vis dėlto jis gali duoti naudos ir kitur. Pavyzdžiui, susisteminus duomenis apie gyvūnų nervų sistemą, būtų galima sukurti gyvūnų modelius, todėl eksperimentams nebereikėtų naudoti „originalų”. Mokslininkai taip pat tikisi daugiau sužinoti apie įvairias smegenų ligas, kuriomis serga du milijardai planetos gyventojų.