Ученые из Швейцарии и Израиля в рамках проекта «Голубой мозг» создали компьютерную реконструкцию части неокортекса крысы, сымитировав поведение 31 тысяч нейронов и 39 млн синапсов. На сегодняшний день это одна из самых сложных нейронных симуляций, сообщает Guardian со ссылкой на пояснение ученых и оригинальное исследование, опубликованное в журнале Cell.
Чтобы создать модель неокортекса, ученые два десятка лет собирали данные измерения мозга крысы и десять лет писали компьютерную программу для моделирования. Теперь модель работает на суперкомпьютере IBM Blue Gene и показывает реальную активность мозга животного, повторять паттерны поведения нейронов при разных воздействиях, к примеру, когда трогают усы крысы.
Для создания модели нейроны мозга крысы разделили на более чем 200 типов и применили правила, по которым эти нейроны работают. В этом виртуальном срезе ткани мозга много чего опущено. К примеру, нет кровяных телец, нет клеток, которые поддерживают нейроны, нет молекул, которые передают информацию внутри мозга. Пока это лишь один из первых шагов на пути создания модели работы мозга человека.
Нынешняя модель повторяет мозговую активность, наблюдаемую в реальных тканях мозга. Есть нейроны-«хористы», которые работают в унисон, другие ведут себя как солисты и работаю сами по себе. Другие типы нейронов выстукивают нечто вроде азбуки Морзе, и их сигналы воспроизводят в модели. Пока ученым удалось повторить работу одной трети нейронов, содержащихся в одном кубическом миллиметре крысиного неокортекса. Эта часть мозга отвечает за чувства. До модели мозга человека еще очень далеко. Он сделан из 100 млрд нейронов, связанных между собой порядка тысячи триллионов синапсов.
Проект «Голубой мозг» (Blue Brain Project) служит на пути к амбициозной цели — создать компьютерную модель мозга грызунов, а затем и человека. (Смотри подробнее о проектах изучения мозга нашу статью «Опережая время».) Чтобы это сделать, ученые должны понимать механизм работы нейронов, которые участвуют в таких уникальных проявлениях как сознание, любовь.
Еврокомиссия выделила для исследования мозга человека грант размером €1 млрд. «Голубой мозг» — часть этого амбициозного плана. Но есть ученые, которые им недовольны. В прошлом году более сотни нейробиологов угрожали байкотировать проект, если в него не внесут ряд существенных изменений. Проект критикуют за избыточное финансирование, которое оттягивает деньги из других областей, а также за результаты, которые не приносят пользы для текущей работы ученых. Однако авторы исследования парируют нападки, подчеркивая, что их модель картирует участок мозга с большой точностью и детальностью — что и само по себе очень важное достижение, и, несомненно, полезно для прочих исследователей.
