Naukowcy budują symulator szczurzego mózgu

Fragment mózgu szczura zawierający 31 tys. neuronów odtworzyli naukowcy. To element symulacji komputerowej Blue Brain Project, którego celem jest zbudowanie symulatora całego mózgu szczura. A później człowieka.

Publikacja: 14.10.2015 13:40

Symulacja ma w przyszłości pozwolić na odtworzenie działania ludzkiego mózgu.

Symulacja ma w przyszłości pozwolić na odtworzenie działania ludzkiego mózgu.

Foto: materiały prasowe

Nawet tak niewielki fragment mózgu wymagał potężnej mocy obliczeniowej. Ale udało — system wiernie odwzorowuje działanie pojedynczych neuronów, a także ich zespołów — informują naukowcy na łamach pisma „Cell". Symulacje poprzedziła żmudna analiza działania mózgu u żywych szczurów.

Naukowcy pod kierunkiem Henry'ego Markrama, szefa programu Blue Brain Project w szwajcarskiej École Polytechnique Fédérale de Lausanne (EPFL) nie starali się wiernie odtworzyć wszystkich połączeń, lecz zasady rządzące funkcjonowaniem poszczególnych typów neuronów. Na tej podstawie stworzyli trójwymiarowy model z neuronami rozmieszczonymi według reguł, które wywnioskowali z doświadczeń.

- Nie możemy zmierzyć wszystkiego. I wcale tego nie zrobiliśmy — tłumaczy Markram. — Mózg jest uporządkowaną strukturą i kiedy zaczniesz rozumieć jego działanie na poziomu mikroskopowym, to możesz przewidzieć również wiele z tego, czego sam nie zmierzyłeś i nie zaobserwowałeś.

Ich model początkowo dysponował siecią 600 mln połączeń (synaps) między neuronami. Wykorzystując wiedzę o formowaniu się takich połączeń z innych badań (tę wiedzę komputer pozyskał „czytając" inne opracowania) liczbę połączeń zmniejszono do 37 mln, co już pozwalało na prowadzenie symulacji.

Wyniki eksperymentów z modelowanymi neuronami porównywano z wynikami uzyskanymi podczas testów na żywych szczurach. Poszczególne neurony symulacji aktywowały się w taki sam sposób i w tej samej sekwencji, co prawdziwe. Podobnie wypadały również testy polegające na zwiększaniu i zmniejszaniu poziomów różnych substancji chemicznych na aktywność neuronów.

Mimo zbudowania najbardziej dotąd złożonej symulacji żywego mózgu, zespół Markrama zdaje sobie sprawę, że to dopiero bardzo prymitywne modele. Brakuje w nim innych komórek mózgu — na przykład gleju, czy naczyń krwionośnych. Markram przyznaje też, że nie zaprogramowano mechanizmu neuroprzekaźników mogących uruchamiać wiele neuronów jednocześnie.

Nawet tak niewielki fragment mózgu wymagał potężnej mocy obliczeniowej. Ale udało — system wiernie odwzorowuje działanie pojedynczych neuronów, a także ich zespołów — informują naukowcy na łamach pisma „Cell". Symulacje poprzedziła żmudna analiza działania mózgu u żywych szczurów.

Naukowcy pod kierunkiem Henry'ego Markrama, szefa programu Blue Brain Project w szwajcarskiej École Polytechnique Fédérale de Lausanne (EPFL) nie starali się wiernie odtworzyć wszystkich połączeń, lecz zasady rządzące funkcjonowaniem poszczególnych typów neuronów. Na tej podstawie stworzyli trójwymiarowy model z neuronami rozmieszczonymi według reguł, które wywnioskowali z doświadczeń.

2 / 3
artykułów
Czytaj dalej. Kup teraz
Materiał partnera
Technologie kwantowe: nauka tworzy szanse dla gospodarki
Nowe technologie
Niewykrywalny bombowiec strategiczny Sił Powietrznych USA odbył pierwszy lot
Nowe technologie
Co mówią kury? Naukowcy opracowali tłumacza, użyli sztucznej inteligencji
Nowe technologie
Prof. Zybertowicz: AI może potraktować ludzkość jak budowniczy autostrad traktują mrowiska
Materiał Promocyjny
Dell Technologies: nie ma branży czy przedsiębiorstwa, które może funkcjonować bez nowoczesnych technologii