ГОЛУБОЙ МОЗГ

МЕНЮ


Главная страница
Поиск
Регистрация на сайте
Помощь проекту
Архив новостей

ТЕМЫ


Новости ИИРазработка ИИВнедрение ИИРабота разума и сознаниеМодель мозгаРобототехника, БПЛАТрансгуманизмОбработка текстаТеория эволюцииДополненная реальностьЖелезоКиберугрозыНаучный мирИТ индустрияРазработка ПОТеория информацииМатематикаЦифровая экономика

Авторизация



RSS


RSS новости


Мы с вами живем в ХХI в., но новостей и прорывных технологий в области нейронаук не так-то и много. Идею об электрических процессах в мозге стали высказывать не фантасты, а реальные ученые – первым из них в России был И.М.Сеченов, который написал книгу – «Рефлексы головного мозга» в 1866 г. И.П. Павлов, Нобелевский лауреат по физиологии и медицине от 1904 г., рассказал о формировании условных рефлексов, а Анохин П.К в 1935 г. представил теорию функциональных систем. Институт мозга человека РАН им. Н.П.Бехтеревой первым (1960 г.) стал проводить эксперименты по вживлению электродов в мозг человека.

Однако научно-технический прогресс в этой области не стоит на месте. Мировое сообщество уже решило детально посмотреть на работу мозга под электронным микроскопом и смоделировать его деятельность на компьютере. В переходный период развития общества, медицина в силу неизбежной консервативности, очень медленно адаптируется к новым технологиям. Но потенциал для изменений здесь огромный. Уже разработаны множество новых идей (нейрореактивность, нейропластичность, регенерация нервных клеток и др.) и технологий (нейровизуализация, нейроинтерфейсы, чипирование и др.), которые обещают перевернуть все с ног на голову и сделать медицину абсолютно другой. Мануфактурные (ручные и механические) методы в области восстановительной медицины и коррекционной педагогики, будут активно заменяться инновационными технологиями (автоматы и роботы). Мысль о создании искусственного интеллекта в аппаратах для реабилитации стала возникать параллельно с появлением компьютеров. По мере формирования рынка медицинских услуг, капитализация научных проектов, изучающих мозговую деятельность, будет только расти.

Вызов времени таков: фундаментальные и прикладные исследования в области нейронаук должны идти в ногу со временем. Количество заболеваний мозга (неврологические, психиатрические, психосоматические) с каждым годом только растут. На увеличение «нейрозаболеваний» должно увеличиваться количество «нейротехнологий». Экономически развитые страны, такие как США, Китай, Великобритания, Швейцария, Германия и др., борются за первое место на «полях нейронаук». Каждая группа специалистов выбирает свой путь развития и финансирования (государственные субсидии, частные и личные инвестиции).

Для справки: США - по информации, размещенной на официальном сайте Белого дома, в 2020 г. на финансирование научных исследований ушло 134 млрд$. Это без учета вливаний со стороны бизнеса. Согласно американским СМИ, доля частных средств в американской науке значительно превышает государственное финансирование и обычно составляет 1,5-1,6% ВВП. Получается, что в среднем США тратит на науку около 3% ВВП. Китай - согласно СМИ, государственные и частные вливания Китая в науку и технологии в 2020 г. составили 400 млрд. S или 2,5% ВВП. Евросоюз – 306 млрд. S или 2,2% ВВП. Эта цифра без учета частных инвестиций.

В 2005 г. для исследований функций мозга создается уникальный проект под названием «Голубой мозг», который возглавил Генри Маркрам (нейробиолог). Это первый по масштабу научный проект, который прольет свет на электрические процессы в ЦНС. Над проектом совместно работают компания IBM (самый крупный производитель компьютеров в мире).и Швейцарский Федеральный Технический Институт (г.Лозанны и г.Цюрих). Кроме этого института к проекту подключено более 80 международных университетов. Цель проекта - создание модели человеческого мозга. Европейский Союз профинансировал данный проект по исследованию мозга млекопитающих на сумму 1,3 миллиарда долларов, который закончит свои исследования в 2023 г.

В эксперимент взяты нейроны коры головного мозга новорожденной крысы, а именно колонка нервной ткани 1 х 1 мм. В электрофизиологических механизмах исследовались связи между нейронами (электрическая запись на месте синапса, химическая визуализация и экспрессия генов), а также заряды на поверхности нервной клетки, а именно ионные каналы на поверхности нейрона, которые формируют электрический потенциал действия (электрический сигнал, который вызывает сокращение). Так как за короткое время через синапс передается огромное количество электрических сигналов для обработки этих ответов задействованы большое количество современных процессоров ( около 9000 шт.) компьютерной фирмы IВМ. Чтобы изучить механизм обучения в миллисекундном диапазоне на специальном суперкомпьютере в режиме реального времени моделируются электрические процессы (вспышки электромагнитных колебаний) всей нейронной колонки (одна такая колонка содержит порядка 10^3—10^4 нейронов) и огромного количества синапсов в этой колонке (3x10^7 синапсов).

Для справки: синаптическая пластичность – это морфологическая и функциональная перестройка синапса, где происходит формирование заново самого короткого отростка нейрона (дендрит) и его перестройка в процессе формирования нового контакта между другим нейроном. Синаптическая пластичность изучается с целью формирования условного рефлекса и механизмов памяти.

Сейчас ученые совместно работают над компьютерным моделированием целых отделов мозга (сенсомоторная кора, гиппокамп, мозжечок, базальные ганглии) и всего мозга крысы. Полученные результаты станут основой для реконструкции человеческого мозга. Такой масштабный и амбициозный проект инициировался не только ради решения проблем искусственного интеллекта. Мы слишком мало знаем о своем мозге, чтобы создать его синтетический аналог. Структура головного мозга только на 15% состоит из нейронов, помимо их есть еще вспомогательные клетки под названием глии. Нейробиологи также акцентируют внимание на том, что головной мозг — лишь часть центральной нервной системы, поэтому для его функционирования важна целостность связей со спинным мозгом. Эти и ряд других вопросов ученым еще предстоит тщательно изучить. А пока команда Маркрама работает над тем, чтобы разгадать феномены человеческого разума.

Во время своего выступления на одной из конференций Маркрам рассказал, что получит человечество в результате их работы над созданием точной компьютерной модели человеческого мозга. По словам ученого, знание об особенностях мозговой деятельности позволит людям меняться. Во-вторых, добавил Маркрам, нам на каком-то этапе придется отказаться от опытов на животных, т. е. исследователям понадобится компьютерная модель, которая будет содержать в себе весь опыт и знания человека. Отдельное внимание руководитель проекта уделил значимости работы его команды для двух миллиардов людей, страдающих сегодня от психических расстройств. Первый шаг для понимания того, как происходят нарушения в работе мозга, исследователи уже сделали: они открыли взаимосвязь концентрации химических веществ и перестройки связей между нейронами. Такое достижение позволит разобраться в дальнейшем, как развивается, например, шизофрения. На основе знания об устройстве мозга можно будет не гасить симптоматику данного заболевания, а устранить его причину. Исследователи выяснили, что нет двух одинаковых нейронов даже в мозге двух разных людей. Тем не менее при таком разнообразии структуры мозга люди могут общаться друг другом, потому что узор взаимосвязей между нейронами у нас одинаковый, т. е. ткань мозга у всех нас идентична.

Таким образом, модель, созданная командой Маркрама, позволяет отображать на компьютере нейронную колонку мозга любого этажа (спинной мозг, ствол мозга, промежуточный мозг, подкорка и кора). Это дает возможность понять принципы ощущений (рефлекс) и восприятия (инстинкт) мира разными людьми. Поэтому вполне вероятно, что мы уже на пороге открытия тайн человеческого разума (сознание). Поняв структурно-функциональные взаимоотношения в мозге, мы поймем изменения в его программном обеспечении: РЕФЛЕКС – ИНСТИНКТ – СОЗНАНИЕ. Остается подождать конечного отчета по всему проекту «Голубой мозг».

Комментарии: