Blue Brain Project

Henry Markram prezentuje wizualizację synaptycznych połączeń symulowanych w projekcie Blue Brain

Blue Brain Project – projekt stworzenia wirtualnego mózgu poprzez symulację komputerową działania każdego neuronu. Został rozpoczęty w maju 2005 roku przez Politechnikę Federalną w Lozannie w Szwajcarii. Obecnie uczestniczy w nim kilka ośrodków w Hiszpanii, Wielkiej Brytanii, USA i Izraelu. Kierownikiem projektu jest Henry Markram.

Cele

Głównym celem Blue Brain Project jest zrozumienie działania mózgu ssaków za pomocą inżynierii wstecznej. Cele pośrednie, które mają do tego doprowadzić, to:

1. Stworzenie Ośrodka Symulacji Mózgu, w którym możliwe będzie tworzenie symulacji mózgów różnych gatunków, w różnych skalach dokładności i z różnymi zaburzeniami.
2. Udowodnienie skuteczności i dokładności symulacji poprzez stworzenie i przetestowanie szczegółowego modelu kolumny neuronalnej wewnątrz zakrętu zaśrodkowego młodego szczura.
3. Użycie symulacji do odkrycia podstawowych zasad budowy i funkcjonowania mózgu.
4. Wykorzystanie tych zasad do stworzenia większych i dokładniejszych modeli mózgu i opracowanie strategii modelowania całego mózgu człowieka.

Historia

We wstępnej fazie projektu, ukończonej w grudniu 2006 roku, stworzono symulację działania pojedynczej kolumny neuronalnej mózgu szczura. Taka kolumna ma objętość około 0,5 mm³ i zawiera około 10 tysięcy neuronów, około 200 różnych typów, połączonych około 30 milionami synaps. W przeprowadzonej symulacji sieć neuronów była poddawana działaniu sygnałów przypominających te, jakie odbierałyby w mózgu szczura. Zaobserwowano tworzenie się nowych połączeń synaptycznych i reagowanie grup neuronów w synchronicznych wyładowaniach.

W kolejnych latach symulacja została zoptymalizowana i powiększono jej skalę. W 2011 roku, za pomocą superkomputera Blue Gene/P o mocy 56 TFLOPS stworzono symulację obwodu zawierającego 100 kolumn neuronalnych. Symulacja zawierała około miliona neuronów i około miliarda połączeń neuronalnych. Odpowiada to skali mózgu pszczoły.

Ponieważ kora nowa ludzkiego mózgu, odpowiedzialna za wyższe procesy poznawcze, zawiera 15 – 33 miliardów neuronów, z których każdy może mieć do 10 tysięcy połączeń synaptycznych, Henry Markram szacuje ilość informacji, potrzebnych do odtworzenia jego funkcjonalności na 500 petabajtów.

Human Brain Project

Aby umożliwić symulacje w tak dużej skali i uzyskać dostęp do wystarczająco potężnych superkomputerów w 2020 roku, powołano Human Brain Project (HBP).

Projekt ten w styczniu 2013 roku został uznany za Europejski Projekt Flagowy.

Finansowanie

Superkomputer Magerit uczestniczący w projekcie Blue Brain

Projekt jest finansowany głównie przez szwajcarski rząd, a częściowo poprzez dotacje i darowizny. Politechnika w Lozannie zakupiła na potrzeby projektu superkomputer Blue Gene po obniżonej cenie, ponieważ IBM był zainteresowany odkrywaniem różnych zastosowań dla tego komputera.

W projekcie uczestniczy również Politechnika Madrycka, udostępniając superkomputer Magerit oraz specjalnie zaprojektowany mikroskop do badania mózgu.

Zobacz też

• konektom
• transfer umysłu

Linki zewnętrzne

• Henry Markram buduje mózg w superkomputerze – prezentacja na TED, lipiec 2009.
• Strona główna Human Brain Project (ang.)
• Strona domowa Blue Brain Project (ang.)
• Film dokumentalny o Blue Brain Project (ang.)
• Richard Frąckowiak: The Human Brain Project – the Medicine of Tomorrow. [w:] lecture at the Molecular Frontiers Symposium „The Brain: Achievements and Challenges” at the Royal Swedish Academy of Sciences in Stockholm, May 2014 [on-line]. www.youtube.com. [dostęp 2015-05-15]. (ang.).