Проект «Blue Brain»: homo ex machina

Многим психологам бывает противна мысль о том, что психика может быть связана с нашей биологией. Но, вместе с тем, в профессиональной среде нам часто приходится иметь дело с рядом психических заболеваний, носящих именно органическую природу, которые — увы! — мы не способны до конца вылечить. А ведь, чтобы качественно помогать пациентам, важно знать, как устроен головной мозг — одна из величайших тайн в теле человека, которая, к сожалению, так и остается для нас неразгаданной…

Цель этой статьи — познакомить читателя с интересным проектом, который, очень возможно, даст многим «страдающим душам» надежду на полное исцеление и возвращение прежней жизни, где не было болезни.

 

«Вселенная, возможно — да, это вполне возможно — в своей эволюции создала мозг, чтобы увидеть себя. Это может быть первым шагом на пути к ее самосознанию.»

2009 год. Именно такими словами на знаменитой площадке фонда по распространению уникальных идей «TED» подытоживает свое выступление нейроученый, руководитель проекта «Blue Brain» Генри Маркрам (Henry Markram). Он также обещает, что ровно через десять лет, если его команде удастся воплотить в реальность то, что они задумали, вместо него на конференцию будет отправлена голограмма, которая и «сделает доклад». Зал как-то с опаской аплодирует.

Можно ли было тогда представить, чтобы человек, не известный широкой общественности (то есть людям, которые целенаправленно не интересуются нейронауками и последними достижениями в этой области), вышел на сцену и с уверенностью открыто заявил: «Мы (я и моя команда) построим точную, детальную модель мозга человека с помощью суперкомпьютера»? На ум приходят разве что фантастические истории, в которых мощь компьютеров приобрела невиданные масштабы, а искусственный интеллект начал брать над человеком верх. Так что же особенного в задумке Генри Маркрама, какое отношение к этому имеет крыса и что же скрывается за проектом с таинственным названием «Blue brain», развитие которого к середине 2020-х должно кардинально изменить мир? Разберемся во всем по порядку.

Многие исследователи во все времена становления и развития науки подвергались критике своих коллег, не говоря уже о презрении и гонениях со стороны тех, кто вообще был далек от науки. Сменились века: ранее гонимых официально реабилитировали, их догадки и теории неопровержимо подтвердились, а отношение к тем, кто сейчас, в век современных технологий и инноваций, предлагает общественности свои идеи по раскрытию тайн мира, не изменилось — их по-прежнему то считают «чудиками», то обвиняют в растрате попусту таланта и государственных денег. Ведь как тонка грань между гением и помешательством!

Отправной точкой истории проекта «Blue Brain» послужил июль 2005 года, когда в подвале Института Мозга и Сознания (Brain and Mind Institute) Швейцарского Федерального политехнического университета Лозанны (Ecole Politechnique Federale de Lausanne) Генри Маркрам в сотрудничестве с компанией IBM начал строительство той самой чудесной машины, которая, как предполагалось, поможет сделать человечеству шаг к прояснению тайн мозга. Эта «машина» представляет собой некоторое количество ящиков, похожих скорее на черные «холодильники», чья внутренняя составляющая представлена множеством процессоров от IBM, по своим техническим характеристикам способных выдерживать колоссальную нагрузку: 2000 микропроцессоров, которые выполняют до 22,8 триллионов операций в секунду. Это и есть тот самый «Blue Brain» – суперкомпьютеры модели «Blue Gene», с помощью которых участники проекта должны будут сотворить и представить не просто математическую модель мозга, а благодаря так называемому «reverse-engineering», то есть обратному проектированию, воссоздать биологическую модель мозга (при самых оптимистичных целях — неокортекса мозга человека, чья степень развитости отличает нас от животных). Собственно, и название проекта является буквальным: каждый из чипов в микропроцессорах суперкомпьютера запрограммирован особым образом, сходным по характеристикам с настоящим нейроном в живом мозге. Не фантастично ли это? Так думали и многие другие ученые, встречавшие задумку Маркрама со скепсисом и откровенными смешками, но ответом на критику оставался прогресс, которого Генри и его команда шаг за шагом достигали и достигают в ходе своего исследования. Маркрам хочет собрать мозг с нуля, чтобы наконец понять, как он работает. Более того, Маркрам хочет смоделировать то, что «чувствует» мозг.

Первым шагом к реализации задуманного стала работа на модели (так называемая Фаза I). Как самым доступным помощником всех исследователей, была выбрана крыса, а моделируемым объектом, то есть, этой моделью, стала отдельно взятая колонка ее кортекса (то есть нейрональная колонка). При ее воссоздании команда «Blue Brain» не отступала от своего главного правила ни на шаг: модель должна быть построена исключительно на основе биологических данных. За этим стояла неимоверно трудоемкая работа многих специалистов (математиков, программистов, нейробиологов и т.д.). За время моделирования отдельной колонки, которое заняло у команды Маркрама более трёх лет, пришлось сделать полное описание структуры колонки кортекса грызуна и выявить значимые паттерны. На данном этапе было проведено множество экспериментов с разрезами мозга, их окрашиванием в цвета индикаторов, электрической стимуляцией, чтобы точно разобраться в том, как работает нейронная сеть, как удалены синапсы по отношению к телу нейрона. Команда также дала полное описание структуры связей в нейронной колонке. Труд колоссальный!

В итоге, рабочая группа получила богатый биологический материал и в ноябре 2007 года объявила об окончании Фазы I с представлением результатов в виде модели колонки кортекса крысы. Теперь перед исследователями встала задача вдохнуть жизнь в модель, создав полную картину мозга крысы, и даже дать ей тело (обговаривалось сотрудничество Маркрама с японской компанией). Соответственно, речь уже идет о создании полноценного животного в виртуальном пространстве (робота-крысы), чьи искусственно моделируемые клетки будут самостоятельно формироваться за счет тех ощущений, которые крыса будет приобретать в жизненном опыте, и пересмотра их отношений между собой.

Но, вместе с этим, всплывает так волнующий многих вопрос о наличии сознания. В частности, в случае с крысой, очевидно, что мы не имеем представления о том, что знает крыса. Здесь Генри Маркрам возвращает нас обратно к своей утопической мечте о превращении невидимого в видимое. И это дважды фантастично. В этой его мечте проглядывается и само отношение к проблеме сознания, над которой бьются вот уже сколько веков подряд многие философы и нейроученые. Нейронауки обвиняют в редукционизме, и Маркрам как бы подтверждает это: для него сознание — «всего лишь двоичный код». Более того, он дает приблизительную цифру — 10. То есть, предположительно именно за этот промежуток времени возможно создание компьютерной модели мозга, поэтому стоит продолжать работу проекта.

В октябре 2015 года команда проекта «Blue Brain» опубликовала в известном научном журнале «Cell» статью, в которой группа приподняла занавес и более подробно рассказала о самом процессе моделирования и о перспективах работы суперкомпьютера в «режиме реального времени» по отношению к смоделированной части мозга, когда время компьютерного моделирования будет равняться времени, текущем в головном мозге.

Проект «Blue Brain» послужил стартом для более специализированного масштабного исследования — проекта «Человеческий мозг» («The Human Brain project»).

Как мы видим, проект «Blue Brain» уже сейчас поражает своей масштабностью и дерзостью замыслов, непосильным трудом всех сотрудников и открытыми в ходе исследований закономерностями. Он также поражает нас вопросами философского характера, которые — рано или поздно — всплывут в умах читателей: о нужности в современном мире подобных открытий, об их месте и о нашей способности эти открытия принять.

А пока читатели только начинают размышлять об этом, можно внимать гласу Человека, который сделал за нас шаг к великому.

 

Автор: Анна Сизова

 

Источники:

1. Lehrer, J. (2008). Can a thinking, remembering, decision-making, biologically accurate brain be built from a supercomputer. Seed Magazine, March, 3 (доступно по ссылке http://seedmagazine.com/content/print/out_of_the_blue/)

2. Markram, H., Muller, E., Ramaswamy, S., Reimann, M. W., Abdellah, M., Sanchez, C. A., … & Kahou, G. A. A. (2015). Reconstruction and simulation of neocortical microcircuitry. Cell, 163(2), 456-492.

3. Сайт проекта «Blue Brain» (http://bluebrain.epfl.ch/)

4. Генри Маркрам. Мозг – это суперкомпьютер. [видео-файл] https://www.ted.com/talks/henry_markram_supercomputing_the_brain_s_secrets

Добавить комментарий

Заполните поля или щелкните по значку, чтобы оставить свой комментарий:

Логотип WordPress.com

Для комментария используется ваша учётная запись WordPress.com. Выход /  Изменить )

Google photo

Для комментария используется ваша учётная запись Google. Выход /  Изменить )

Фотография Twitter

Для комментария используется ваша учётная запись Twitter. Выход /  Изменить )

Фотография Facebook

Для комментария используется ваша учётная запись Facebook. Выход /  Изменить )

Connecting to %s