Материалы портала «Научная Россия»

Амбиции швейцарских исследователей человеческого мозга. Первые итоги

Амбиции швейцарских исследователей человеческого мозга. Первые итоги
В январе 2013 г. «Европейская комиссия» объявила результаты конкурса т.н. «флагманских научных проектов». Каждому победителю было гарантировано государственное финансирование в объеме одного миллиарда евро. Итоги первого года работы над проектом

В январе 2013 г. «Европейская комиссия» объявила результаты конкурса т.н. «флагманских научных проектов». Каждому победителю было гарантировано государственное финансирование в объеме одного миллиарда евро. Трое из финалистов представляли Швейцарию. Один из них победил, двое других проиграли. Год спустя Анри Маркрам (Henry Markram), директор проекта, уверен, что уже за 30-месячный стартовый период ученые смогут получить первые фундаментальные результаты. Речь в данном случае идет о закладке технологической базы для компьютерного моделирования деятельности головного мозга человека и о составлении единой базы данных, которая объединила бы десятки тысяч публикаций, появляющиеся каждый год в области нейробиологии.

Человеческий мозг насчитывает до 100 миллиардов нейронов, каждый из которых способен установить со своими соседями в среднем 10 тыс. связей посредством синапсов (мест контактирования нейронов). На данный момент, используя для опытов части мозга крысы и суперкомпьютер «IBM Blue Gene», исследователям удалось смоделировать работу и взаимодействие ряда так называемых «миниколонок кортекса» — вертикальных колонок, проходящих через несколько слоёв коры головного мозга и содержащих по 80–120 нейронов.
 
Такие «колонки» являются основой мозга всех млекопитающих. Мозг человека содержит примерно 2х10 в восьмой степени миниколонок, но в данном случае ученым пришлось иметь дело пока всего лишь с 30 тыс. нейронов. Это означает, что для полноценного моделирования работы человеческого мозга ученые должны располагать компьютерами куда более мощными, чем сейчас. Компьютер «IBM Blue Gene», например, способен совершать миллионы миллиардов операций в секунду. Однако для того, чтобы приблизиться к способности человеческого мозга одновременно выполнять несколько сложных задач, нам понадобится по меньшей мере тысяча подобных компьютеров.
 
При этом вопросом очень большой сложности становится энергоснабжение таких машин. Человеческий мозг потребляет энергетический эквивалент одной электрической лампочки (около двадцати ватт), однако компьютерам, способным имитировать в нынешних условиях работу мозга, потребовалась бы практически целая электростанция. Однако команда ученых проекта «HBP» не собирается опускать руки.
 
Анри Маркрам и его партнеры готовы побиться об заклад, что, с учетом быстрого развития так называемой нейроморфной информатики — имеются в виду машины, способные обучаться и усваивать информацию так же, как это делает человеческий мозг — первую компьютерную модель мозга они смогут презентовать уже по меньшей мере через одно десятилетие. Две научно-исследовательские группы, тесно связанные с проектом «HBP», уже активно занимаются нейроморфными исследованиями в университетах Манчестера и Гейдельберга.

Другая задача проекта — это создание единой компьютеризированной медицинской платформы, которая сможет сопоставлять данные о заболеваниях мозга, получаемые как из общественных клиник, так и от ведущих фармацевтических компаний. Анализ этих данных позволит классифицировать неврологические заболевания и распределить их по специальным группам. Такая новая, «биологически обоснованная», классификация должна содействовать разработке новых средств и методов как для фармацевтических исследований, так и для более эффективного лечения таких заболеваний, как, например, болезнь Альцгеймера.

У многих ученых все эти амбициозные проекты вызывают сомнения и весьма сдержанную реакцию. «Я думаю, что значительное количество представителей научного сообщества, не вовлеченных тесно в этот проект, полагает, что цели своей проект „HBP“ не достигнет, с учетом того, что построен он не на теории, а ведется исключительно опытным путем проб и ошибок. Суровая правда состоит в том, что мы все еще недостаточно знаем о структуре мозга и о происходящих в нем процессах, а без этого знания мы не будем способны разрабатывать такого рода модели. Европейский Союз был некоторым образом введен в заблуждение, согласившись на финансирование такого проекта», — полагает Стивен Роуз (Stephen Rose), профессор нейробиологии в Открытом и Лондонском Университетах.

«Я бы предпочел, чтобы эти средства были выделены программам Европейского исследовательского совета или Швейцарского национального фонда, которые полностью беспристрастны и стараются поддерживать только самые дельные проекты», — считает со своей стороны Мартин Шваб (Martin Schwab), возглавляющий кафедру нейробиологии в Цюрихском Университете и в ВТШ Цюриха. Однако Анри Маркрам не теряет присутствия духа. «Многие критикуют проект и задают вопрос, реалистичен ли он вообще?» — замечает директор проекта «HBP». «Однако мы все едины в том, что нам, конечно же, не удастся открыть все тайны мозга одним единственным кавалерийским наскоком. Поэтому, наряду со всем прочим, мы будем продолжать собирать воедино все крупицы информации, наработанной за прошедшие десятилетия в сфере нейробиологии».

Henry Markram

По материалам: swissinfo.ch

европейская комиссия флагманские научные проекты человеческий мозг швейцария

Назад

Социальные сети

Комментарии

Авторизуйтесь, чтобы оставить комментарий