Blue Brain Project membangun kembali otak untuk memahaminya dengan lebih baik

Otak manusia telah dideskripsikan sebagai sistem paling kompleks yang ada, tetapi itu tidak mencegah ahli saraf dan insinyur bermimpi untuk sepenuhnya memahami operasinya. Sebenarnya, beberapa dari mereka telah diusulkan untuk membuat reproduksi digital dari otak manusia untuk dapat melakukan investigasi yang tidak mungkin dilakukan dari pengamatan dan eksperimen dengan sistem saraf nyata dalam operasi.

Inilah tepatnya tujuan Proyek Otak Biru, sebuah inisiatif yang sangat ambisius yang diluncurkan pada 2005, didorong oleh IBM dan universitas Swiss (École Polytechnique Fédérale de Lausanne, atau EPFL).

Apa yang telah dilakukan sejauh ini di IBM

Selama lebih dari sepuluh tahun, Proyek Otak Biru Dia telah membangun model komputer yang berisi informasi tentang struktur dan fungsi sebagian kecil otak tikus. Rekonstruksi digital ini, yang saat ini sesuai dengan sedikit lebih dari sepertiga milimeter kubik jaringan, bertujuan untuk mereproduksi dengan setia cara sel-sel saraf saling terhubung dan mengaktifkan satu sama lain, dan bahkan bagaimana fakta bahwa pola aktivasi ini menyebabkan otak berubah secara fisik dari waktu ke waktu karena plastisitas otak.

Selain mencakup banyak area otak lainnya, Proyek Otak Biru harus membuat lompatan kualitatif yang melibatkan pergi dari merekonstruksi otak tikus secara digital untuk melakukan hal yang sama dengan otak manusia, jauh lebih besar dan lebih kompleks.

Untuk apa otak digital ini digunakan??

Tujuan dari Proyek Otak Biru adalah, pada akhirnya, buat model komputer yang dengannya Anda dapat memprediksi sampai taraf tertentu cara di mana area jaringan saraf akan diaktifkan jika distimulasi dengan cara tertentu. Artinya, yang dimaksudkan adalah membuat alat untuk menguji hipotesis dan mencoba mengulangi beberapa kali semua jenis eksperimen yang dilakukan dengan otak nyata untuk melihat apakah hasilnya solid dan bukan hasil kebetulan..

Potensi proyek ini bisa sangat besar, menurut promotornya, karena keberadaan rekonstruksi digital ekstensi besar neuron akan memungkinkan untuk mendapatkan "uji cebol" di mana untuk bereksperimen dengan semua jenis situasi dan variabel berbeda yang akan mempengaruhi cara di mana sel-sel saraf otak manusia diaktifkan.

Dengan model ini kita bisa, misalnya, mempelajari bagaimana semua jenis proses kognitif bekerja, seperti cara kita membangkitkan ingatan atau membayangkan rencana tindakan, dan kita juga bisa memprediksi jenis gejala apa yang akan menghasilkan cedera di area tertentu dari korteks serebral Tetapi, di samping itu, ini dapat membantu memecahkan salah satu misteri besar otak manusia: bagaimana kesadaran muncul, pengalaman subyektif dari apa yang kita hidupi.

Mempelajari kesadaran

Gagasan bahwa kesadaran muncul dari kerja terkoordinasi jaringan besar neuron yang didistribusikan ke seluruh otak, alih-alih bergantung pada struktur yang terdefinisi dengan baik dan disembunyikan oleh beberapa bagian dari sistem saraf pusat, menikmati kesehatan yang sangat baik. Ini membuat banyak ilmuwan saraf percaya akan hal itu untuk memahami apa sifat kesadaran itu, yang penting adalah melihat pola-pola aktivasi yang disinkronkan dari ribuan neuron sekaligus, dan tidak banyak mempelajari struktur anatomi otak secara terpisah.

Proyek Otak Biru akan memungkinkan kita untuk mengamati dan melakukan intervensi secara real time tentang pola aktivasi banyak jaringan saraf, sesuatu yang hanya dapat dilakukan dengan cara yang sangat terbatas dengan otak nyata, dan lihat, misalnya, perubahan apa yang terjadi ketika seseorang berubah dari bangun menjadi tidur tanpa bermimpi, dan apa yang terjadi ketika kesadaran kembali dalam bentuk mimpi selama Fase REM.

Kelemahan dari Proyek Otak Biru

Diperkirakan otak manusia mengandung sekitar seratus miliar neuron. Untuk ini kita harus menambahkan bahwa fungsi sistem saraf dijelaskan lebih oleh bagaimana neuron berinteraksi satu sama lain daripada dengan kuantitasnya, yang dapat sangat bervariasi tanpa mempengaruhi fungsi keseluruhan otak, dan karena itu yang relevan adalah ribuan koneksi sinaptik bahwa masing-masing neuron dapat membangun dengan yang lain. Di setiap koneksi sinaptik antara dua neuron, di samping itu, ada jutaan neurotransmiter yang dilepaskan secara terus menerus. Ini berarti bahwa dengan setia menciptakan kembali otak manusia adalah tugas yang mustahil, terlepas dari berapa tahun yang didedikasikan untuk perusahaan ini.

Pembuat Blue Brain Project harus menebus kekurangan ini dengan menyederhanakan fungsi otak digital mereka. Apa yang mereka lakukan, pada dasarnya, adalah mempelajari fungsi sebagian kecil otak beberapa tikus (informasi yang dikumpulkan lebih dari dua puluh tahun) dan untuk "memadatkan" informasi ini untuk mengembangkan algoritma yang dibuat untuk memprediksi pola aktivasi sel-sel saraf ini. Setelah ini dilakukan dengan sekelompok 1.000 neuron, para peneliti menggunakan kembali algoritma ini untuk menciptakan 31.000 neuron yang diaktifkan dengan cara yang sama..

Fakta bahwa itu telah disederhanakan begitu banyak dalam konstruksi model sementara ini dan bahwa itu akan melakukan hal yang sama dengan otak manusia yang ingin diciptakan kembali telah membuat banyak suara bangkit melawan proyek ini begitu mahal dan perkembangan lambat. Beberapa ahli saraf percaya bahwa gagasan untuk menciptakan kembali otak secara digital adalah tidak masuk akal, karena sistem saraf tidak bekerja dengan bahasa biner atau dengan bahasa pemrograman yang telah ditentukan. Yang lain hanya mengatakan bahwa biaya terlalu tinggi untuk kinerja yang dapat ditarik ke proyek. Waktu akan memberi tahu jika inisiatif Blue Brain Project memberikan buah yang diharapkan darinya.