Blue Brain Project לבנות מחדש את המוח כדי להבין את זה טוב יותר

המוח האנושי מתואר כמערכת המורכבת ביותר הקיימת, אבל זה לא מונע מהמדענים ומהנדסאים לחלום על הבנה מלאה של פעולתה. למעשה, כמה מהם הוצעו ליצור רפרודוקציה דיגיטלית של המוח האנושי להיות מסוגל לבצע איתו חקירות כי יהיה בלתי אפשרי לבצע מתוך תצפית ניסויים עם מערכת העצבים האמיתית במבצע.

זו בדיוק המטרה של פרויקט המוח הכחול, יוזמה שאפתנית להפליא שהושקה ב -2005, מונעת על ידי יבמ ואוניברסיטה שוויצרית (אקול פוליטכניק פדראל דה לוזאן, או EPFL).

מה נעשה עד כה ב- IBM

במשך יותר מעשר שנים, פרויקט המוח הכחול הוא בונה מודל מחשב המכיל מידע על המבנה והתפקוד של חלק קטן במוח של חולדה. שחזור דיגיטלי זה, שמתאים כיום לכשליש ממילימטר מעוקב של מ"ק, שואף לשחזר בנאמנות את האופן שבו תאי עצב מתחברים ומפעילים זה את זה, ואפילו כיצד העובדה שדפוסי הפעלה אלה גורמים למוח להשתנות פיזית לאורך זמן בגלל גמישות המוח.

בנוסף כיסוי בתחומים רבים אחרים של המוח, פרויקט המוח כחול יש לעשות את קפיצת מדרגה איכותית הכוללת מעבר דיגיטלי משחזר את המוח של חולדה לעשות את אותו הדבר עם המוח האנושי, הרבה יותר גדול ומורכב יותר.

מה יכול להשתמש במוח הדיגיטלי הזה??

המטרה של פרויקט המוח הכחול היא, בסופו של דבר, ליצור מודל מחשב שבו אתה יכול לחזות במידה מסוימת את הדרך שבה שטח של רקמה עצבית יופעל אם הוא מגורה בצורה מסוימת. כלומר, מה שמכוון הוא ליצור כלי לבחינת השערות ולנסות לחזור על מספר פעמים כל מיני ניסויים שנעשו במוח אמיתי כדי לראות אם התוצאות היו מוצקות ולא תוצאה של סיכוי.

הפוטנציאל של הפרויקט הזה יכול להיות עצום, על פי היזמים שלה, שכן קיומו של שחזור דיגיטלי של הרחבות גדולות של נוירונים יאפשר לקבל "מבחן מבחן" שבו להתנסות עם כל מיני מצבים ומשתנים שונים שישפיעו על הדרך שבו מופעלים תאי העצבים של המוח האנושי.

בעזרת מודל זה יכולנו, למשל, ללמוד כיצד פועלים כל מיני תהליכים קוגניטיביים, כגון הדרך שלנו לעורר זיכרונות או לדמיין תוכניות פעולה, ויכולנו גם לחזות איזה סוג של סימפטומים יפיק פציעה באזורים מסוימים קליפת המוח אבל בנוסף, הוא יכול לשמש פתרון אחד המסתורין הגדול של המוח האנושי: איך התודעה עולה, החוויה הסובייקטיבית של מה שאנחנו חיים.

לימוד תודעה

הרעיון שהתודעה נובעת מעבודתם המתואמת של רשתות גדולות של נוירונים המופצים ברחבי המוח, במקום בהתאם למבנה מוגדר ומוסתר על ידי חלק ממערכת העצבים המרכזית, נהנית מבריאות טובה מאוד. זה עושה מדענים רבים מאמינים בכך כדי להבין מה טבעה של התודעה, הדבר החשוב הוא להסתכל על דפוסי הפעלה מסונכרן של אלפי נוירונים בבת אחת, ולא כל כך לומד מבנים אנטומיים של המוח בנפרד.

פרויקט המוח הכחול תאפשר לנו להתבונן ולהתערב בזמן אמת על דפוסי ההפעלה של רשתות עצביות רבות, דבר שיכול להיעשות רק באופן מוגבל מאוד עם מוח אמיתי, ולראות, למשל, מה השינויים מתרחשים כאשר מישהו עובר מלהיות ערה לישון בלי חולם, ומה קורה כאשר התודעה חוזרת בצורה של חלומות במהלך שלב REM.

החסרונות של פרויקט המוח הכחול

ההערכה היא כי המוח האנושי מכיל כמאה מיליארד נוירונים. לשם כך יש להוסיף כי תפקוד מערכת העצבים מוסבר יותר על ידי איך נוירונים אינטראקציה אחד עם השני מאשר על ידי הכמות שלהם, אשר יכול להשתנות במידה רבה מבלי להשפיע על התפקוד הכללי של המוח, ולכן הרלוונטי הם אלפי קשרים סינפטיים כי כל נוירון יכול להקים עם אחרים. בכל חיבור סינפטי בין שני נוירונים, בנוסף, ישנם מיליוני נוירוטרנסמיטורים המשתחררים ברציפות. משמעות הדבר היא כי לשחזר בנאמנות המוח האנושי היא משימה בלתי אפשרית, ללא קשר למספר השנים המוקדש לחברה זו.

היוצרים של פרויקט המוח הכחול צריכים לפצות על חסרונות אלה על ידי פישוט תפקוד המוח הדיגיטלי שלהם. מה שהם עושים, ביסודו של דבר, הוא ללמוד תפקוד של חלק קטן של המוח של כמה חולדות (מידע שנאסף מעל עשרים שנה), כדי "לדחוס" את המידע הזה כדי לפתח אלגוריתם עשה לחזות את דפוסי ההפעלה של תאים עצביים אלה. לאחר שהדבר נעשה עם קבוצה של 1,000 נוירונים, החוקרים השתמשו מחדש באלגוריתם זה כדי ליצור מחדש 31,000 נוירונים המפעילים באותו אופן.

העובדה כי זה היה פשוט כל כך הרבה בבניית המודל הזמני הזה, כי הוא הולך לעשות את אותו הדבר עם המוח האנושי שרוצה לשחזר עשה את הקולות רבים עלו נגד הפרויקט כל כך יקר של התפתחות איטית. כמה מדעני מוח מאמינים כי הרעיון של יצירת מוח במוח דיגיטלי הוא אבסורדי, מאחר שמערכת העצבים אינה פועלת עם שפה בינארית או עם שפת תכנות מוגדרת מראש. אחרים פשוט אומרים כי עלויות גבוהות מדי עבור הביצועים שניתן למשוך לפרויקט. הזמן יגיד אם היוזמה של פרויקט המוח כחול נותן את הפירות שהיו מצפים ממנו.