Создан первый в мире кибермозг

В процессе разработки кибермозга были проведены сотни экспериментов, однако еще большие усилия потребовались при переносе их результатов в цифровой мир.

В процессе разработки кибермозга были проведены сотни экспериментов, однако еще большие усилия потребовались при переносе их результатов в цифровой мир. Генри Маркрэм (Henry Markram), лидер проекта Blue Brain, представляющий Федеральную политехническую школу Швейцарии, отмечает:

Создание этого мозга открывает дорогу для предсказания того, где расположены все 40 миллионов синапсов, как они соединяются друг с другом и даже то, как много ионов они посылают друг другу.
Маркрэм и его коллеги более десяти лет работают над созданием полного кибернетического аналога мозга крысы. В разработке модели они использовали новейшие алгоритмы, которые имитировали работу настоящих нейронов, включая химические реакции и другие процессы внутри клеток. Основой для кибермозга послужил тонкий сред из центральной части передней коры крысиного мозга – 31 тысяча клеток, 55 слоев ткани, 207 типов нервных клеток.

Изучая шаг за шагом свойства каждого типа нейронов, особенности связей между клетками и сигналы, которыми они обмениваются, ученые планомерно шли к своей цели. 10 лет на воссоздание 0,29 кубического миллиметра живой нервной ткани потребовало подключение мощностей суперкомпьютера Blue Gene, вычислительные способности которого оцениваются в 209 терафлопс.
Запуск модели позволил определить количество связей между клетками коры – в изучаемом фрагменте нейрофизиологи насчитали 40 миллионов синапсов, причем каждая клетка коры с соседними и более далекими нейронами соединяется 2000 связей.

Ученые также выяснили, что флуктуации в концентрации определенных веществ, к примеру, ионов кальция, иногда вызывают масштабные перестройки в работе мозга. Предсказать их и определить, как сигналы повлияют на определенные нервные клетки, пока невозможно. В числе последствий подобных флуктуаций – реакция страха: когда в мозге появляется адреналин и другие гормоны, он переходит в режим агрессии или режим побега, при этом зрение, метаболизм и другие системы перестраиваются. Более глубокое изучение феномена, по мнению Маркрэма, позволит найти корни шизофрении и других психических расстройств, объяснить случаи неадекватного поведения.