Blue Brain Project: membangun kembali otak untuk memahaminya dengan lebih baik
Otak manusia telah digambarkan sebagai sistem paling kompleks yang ada, tetapi itu tidak menghentikan ahli syaraf dan insinyur dari memimpikan untuk sepenuhnya memahami operasinya. Faktanya, beberapa dari mereka telah diusulkan untuk membuat reproduksi digital dari encephalon manusia untuk dapat melakukan penyelidikan dengan dia yang tidak mungkin dilakukan dari pengamatan dan eksperimen dengan sistem saraf nyata dalam operasi.
Ini adalah persis tujuan dari Proyek Otak Biru, sebuah inisiatif yang sangat ambisius yang diluncurkan pada tahun 2005, dipromosikan 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 setara dengan kurang dari sepertiga milimeter kubik jaringan, bertujuan untuk mereproduksi cara sel-sel saraf terhubung dan saling mengaktifkan satu sama lain, dan bagaimana fakta bahwa pola aktivasi ini menyebabkan otak berubah secara fisik dari waktu ke waktu karena plastisitas otak.
Selain menutupi banyak area otak lainnya, Blue Brain Project harus mengambil lompatan kualitatif yang melibatkan pergi dari digital merekonstruksi otak tikus 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, singkatnya, membuat model komputer yang dapat Anda prediksikan sampai tingkat tertentu di mana area jaringan saraf akan diaktifkan jika distimulasi dengan cara tertentu . Artinya, yang dimaksud adalah membuat alat yang memungkinkan menguji hipotesis dan mencoba mengulangi beberapa kali semua jenis eksperimen yang dilakukan dengan otak nyata untuk melihat apakah hasil yang diperoleh solid dan bukan hasil dari kebetulan.
Potensi proyek ini bisa sangat besar, menurut promotornya, karena keberadaan rekonstruksi digital dari perluasan besar neuron akan memungkinkan untuk mendapatkan "uji manikin" untuk bereksperimen dengan segala macam situasi dan variabel yang berbeda yang akan mempengaruhi jalannya. di mana sel-sel saraf dari otak manusia diaktifkan.
Dengan model ini kita dapat, misalnya, mempelajari bagaimana semua jenis proses kognitif bekerja, seperti cara kita membangkitkan ingatan atau membayangkan rencana aksi, dan kita juga bisa memprediksi jenis gejala apa yang akan menghasilkan cedera di area tertentu dari korteks serebral Tapi, selain itu, itu bisa berfungsi untuk memecahkan salah satu misteri besar otak manusia: bagaimana kesadaran muncul, pengalaman subjektif dari apa yang kita jalani.
Mempelajari kesadaran
Gagasan bahwa kesadaran muncul dari kerja terkoordinasi jaringan besar neuron yang tersebar di seluruh otak, alih-alih bergantung pada struktur yang terdefinisi dengan baik dan tersembunyi oleh beberapa bagian dari sistem saraf pusat, berada dalam kesehatan yang sangat baik. Ini membuat banyak ahli saraf percaya itu Untuk memahami apa sifat kesadaran itu, yang penting adalah melihat pola aktivasi tersinkronisasi dari ribuan neuron sekaligus , dan tidak begitu banyak mempelajari struktur anatomi otak secara terpisah.
Proyek Otak Biru akan memungkinkan kita untuk mengamati dan mengintervensi secara real time tentang pola aktivasi banyak jaringan saraf , yang hanya dapat dilakukan dengan cara yang sangat terbatas dengan otak nyata, dan melihat, misalnya, perubahan apa yang terjadi ketika seseorang berubah dari terjaga menjadi tidur tanpa bermimpi, dan apa yang terjadi ketika kesadaran kembali dalam bentuk mimpi selama fase REM.
Kekurangan dari Proyek Otak Biru
Diperkirakan bahwa otak manusia mengandung sekitar seratus miliar neuron. Untuk ini, kita harus menambahkan bahwa fungsi sistem saraf lebih dijelaskan oleh bagaimana neuron berinteraksi satu sama lain daripada kuantitasnya, yang dapat sangat bervariasi tanpa mempengaruhi fungsi keseluruhan otak, dan karena itu yang relevan adalah ribuan koneksi sinaptik. bahwa setiap neuron dapat membangun dengan yang lain. Dalam setiap koneksi sinaptik antara dua neuron, di samping itu, ada jutaan neurotransmitter yang dilepaskan secara terus menerus . Ini berarti bahwa dengan setia menciptakan kembali otak manusia adalah tugas yang mustahil, terlepas dari jumlah tahun yang didedikasikan untuk perusahaan ini.
Pencipta Proyek Otak Biru harus menebus kekurangan ini dengan menyederhanakan fungsi otak digital mereka.Apa yang mereka lakukan, pada dasarnya, adalah untuk mempelajari fungsi bagian kecil dari otak beberapa tikus (informasi yang dikumpulkan selama dua puluh tahun) dan untuk "memadatkan" informasi ini untuk mengembangkan suatu algoritma yang dibuat untuk memprediksi pola aktivasi sel-sel saraf. Setelah ini dilakukan dengan sekelompok 1.000 neuron, para peneliti menggunakan kembali algoritma ini untuk menciptakan 31.000 neuron yang mengaktifkan dengan cara yang sama.
Fakta bahwa itu telah disederhanakan begitu banyak dalam pembangunan model sementara ini dan bahwa hal itu akan melakukan hal yang sama dengan otak manusia yang ingin diciptakan kembali telah membuat banyak suara meningkat terhadap proyek ini sehingga pembangunannya mahal dan lambat. Beberapa ahli saraf percaya bahwa ide untuk membuat ulang otak secara digital itu tidak masuk akal , karena sistem saraf tidak bekerja dengan bahasa biner atau dengan bahasa pemrograman yang telah ditentukan. Lainnya hanya mengatakan bahwa biayanya terlalu tinggi untuk kinerja yang dapat ditarik ke proyek. Waktu akan mengetahui apakah inisiatif Proyek Otak Biru memberikan buah yang diharapkan darinya.
