Blue Brain Project: de hersenen opnieuw opbouwen 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 de doelstelling van het Blue Brain Project, een ongelooflijk ambitieus initiatief dat in 2005 werd gelanceerd, gepromoot door IBM en een Zwitserse universiteit (École Polytechnique Fédérale 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, die vandaag overeenkomt met iets meer dan een derde van een kubieke millimeter weefsel, wil getrouw de manier reproduceren waarop zenuwcellen elkaar verbinden en activeren, en zelfs hoe 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, kortom, 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, wat bedoeld is, is om een hulpmiddel te creëren waarmee je de hypothese kunt testen en meerdere keren kunt proberen allerlei experimenten uit te voeren met echte hersenen om te zien of de verkregen resultaten solide zijn en niet het resultaat van toeval.
Het potentieel van dit project zou volgens zijn promotors enorm kunnen zijn, aangezien het bestaan van een digitale reconstructie van grote uitbreidingen van neuronen het mogelijk zou maken om een "testpop" te verkrijgen om te experimenteren met allerlei situaties en verschillende variabelen die de manier zouden beïnvloeden waarin de zenuwcellen van het menselijk brein worden geactiveerd.
Met dit model kunnen we bijvoorbeeld bestuderen hoe allerlei soorten cognitieve processen werken, zoals onze manier om herinneringen op te roepen of actieplannen te bedenken, en we kunnen ook voorspellen welk type symptomen een verwonding zou kunnen veroorzaken in bepaalde delen van de wereld. hersenschors Maar bovendien zou het kunnen 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 bewustzijn voortkomt uit het gecoördineerde werk van grote netwerken van neuronen verspreid over de hersenen, in plaats van afhankelijk te zijn van een goed gedefinieerde structuur en verborgen door een deel van het centrale zenuwstelsel, verkeert in een zeer goede gezondheid. 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 , wat alleen op een zeer beperkte manier kan worden gedaan met echte hersenen, en zie bijvoorbeeld welke veranderingen optreden wanneer iemand wakker wordt zonder te dromen, en wat gebeurt er wanneer bewustzijn terugkeert in de vorm van dromen tijdens 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 anderen. 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 met een groep van 1.000 neuronen was gedaan, hergebruikden de onderzoekers dit algoritme om 31.000 neuronen opnieuw aan te maken die op dezelfde manier werden geactiveerd.
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 wil recreëren, heeft tot veel stemmen geleid tegen dit project, een zo dure en langzame ontwikkeling. 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 initiatief van het Blue Brain Project de vruchten oplevert die ervan werden verwacht.
