Co się kryje w ludzkiej głowie?

Mózg w maszynie
Jak zbadać najbardziej złożony obiekt we Wszechświecie? Najlepiej byłoby zbudować coś równie skomplikowanego i zobaczyć, jak działa. To właśnie proponują naukowcy, którzy planują stworzenie symulacji komputerowej ludzkiego mózgu.
Znając budowę mózgu, będzie można pokusić się o stworzenie komputerów i programów, które będą naśladowały naturę i dzięki temu będą wydajniejsze niż dziś.
Peter Eggermann/PantherMedia

Znając budowę mózgu, będzie można pokusić się o stworzenie komputerów i programów, które będą naśladowały naturę i dzięki temu będą wydajniejsze niż dziś.

Pytania o efekty projektu są zdecydowanie przedwczesne, ale wyobraźnia podsuwa różne obrazy.
krishna creations/PantherMedia

Pytania o efekty projektu są zdecydowanie przedwczesne, ale wyobraźnia podsuwa różne obrazy.

Stworzenie sztucznego mózgu będzie wymagało ogromnego wysiłku tysięcy prawdziwych umysłów.
CB Productions/Corbis

Stworzenie sztucznego mózgu będzie wymagało ogromnego wysiłku tysięcy prawdziwych umysłów.

Ludzki mózg zawiera podobno 100 mld neuronów, a połączeń między nimi – synaps – milion razy więcej. Wszystkie neurony i synapsy mają swoją skomplikowaną budowę. Komórki układają się w większe struktury – części mózgu, które mają swoje nazwy i funkcje. Jedna część odpowiada za zapamiętywanie twarzy, inna za mowę, jeszcze inne pozwalają nam liczyć i operować pojęciami czasu i przestrzeni. Wszystkie elementy komunikują się ze sobą dzięki reakcjom chemicznym i impulsom elektrycznym. Elementów składowych i możliwych interakcji między nimi jest tak wiele, że mózg uważany jest za najbardziej skomplikowany obiekt we Wszechświecie. Wciąż nie wiemy, jak dokładnie działa i co sprawia, że czasem coś się w nim psuje.

Mózg wirtualny

Kłopot z badaniem mózgu polega na tym, że albo badamy jego fragmenty zbyt szczegółowo, albo zbyt ogólnie. Jego reakcje na bodźce obserwujemy dzięki ich zewnętrznym przejawom, np. za pomocą aparatu EEG. Linia na ekranie pokazuje zmiany potencjału elektrycznego na skórze czaszki, co odzwierciedla intensywność przesyłania sygnałów elektrycznych pomiędzy neuronami w korze mózgowej. Więcej informacji daje funkcjonalny rezonans magnetyczny – fMRI, który pozwala dostrzec wzmożoną aktywność poszczególnych części mózgu, kiedy o czymś myślimy, coś robimy, coś odczuwamy. Zastosowanie tej techniki zaowocowało sporym przełomem, ale wciąż możemy zobaczyć tylko obraz przybliżony.

Druga metoda to badanie wewnętrznej struktury mózgu w laboratorium. Takie eksperymenty wykonuje się na fragmentach tkanek hodowanych w sztucznych warunkach lub na preparatach pozyskiwanych w trakcie sekcji zwłok. To jednak nie daje wyjaśnienia, jak funkcjonuje całość. Podobnie badania na mózgach zwierząt nie dają wiedzy o tym, jak myślą ludzie. Skoro więc nie ma żywego ani martwego mózgu, który można by było przebadać kompletnie, to trzeba go odtworzyć wirtualnie.

Ani w probówce, ani na żywym organizmie, tylko w komputerowej symulacji. Tak zamierzają badać mózg naukowcy zrzeszeni w konsorcjum Human Brain Project. Chcą w ciągu najbliższych 10 lat stworzyć wirtualny mózg człowieka, który ma naśladować procesy chemiczne, fizyczne i biologiczne pojedynczych komórek i całych struktur żywego organu. W prace zaangażowało się około 80 instytucji z całego świata. Wśród nich są placówki naukowe i firmy głównie z Unii Europejskiej, ale też z USA, Izraela, Turcji, Chin czy Kanady. Całością zawiaduje politechnika w szwajcarskiej Lozannie (École Polytechnique Fédérale de Lausanne). Liderem projektu jest Henry Markram, który pracuje na tejże politechnice w Brain Mind Institute.

Human Brain Project został wybrany jako jeden z dwóch okrętów flagowych Unii Europejskiej. Z tego powodu dostanie (podobnie jak drugi – badania nad grafenem) ponad miliard euro z budżetu wspólnoty. Oficjalnie projekt ruszył w październiku tego roku i potrwa 10 lat. Cele są trzy: po pierwsze, lepsze poznanie mózgu i tego, jak myślimy. Komputer ma nam pokazać chemiczne, fizyczne i biologiczne procesy, które sprawiają, że zapamiętujemy, odczuwamy emocje i mamy tego świadomość oraz posługujemy się językiem, aby o tym opowiedzieć. Naukowcy liczą, że dzięki symulacji dostrzegą zależności, których nie widać w badaniach nad oryginałem. Po drugie, model komputerowy ma dać badaczom szansę na znalezienie doskonalszych sposobów diagnozowania chorób psychicznych i neurodegeneracyjnych oraz możliwość testowania nowych terapii. Po trzecie, znając już budowę mózgu, będzie można pokusić się o stworzenie komputerów i programów, które będą naśladowały naturę i dzięki temu będą wydajniejsze niż dziś.

Czytaj także

Aktualności, komentarze

W nowej POLITYCE

Zobacz pełny spis treści »

Poleć stronę

Zamknij
Facebook Twitter Google+ Wykop Poleć Skomentuj

Ta strona do poprawnego działania wymaga włączenia mechanizmu "ciasteczek" w przeglądarce.

Powrót na stronę główną