Служба новостей IDG, Париж
Швейцарская лаборатория совместно с исследователями из IBM изучает возможности мозга
Швейцарские ученые приступили к созданию детальной суперкомпьютерной модели той части коры головного мозга крысы, которая отвечает за наиболее сложные функции обработки информации у млекопитающих. Ученые считают, что модель мозга крысы поможет в решении некоторых проблем психиатрии, а также при создании необходимых лекарств.
Этот научный проект совместно ведут Институт мозга, входящий в состав Ecole Polytechnique Federale de Lausanne в Лозанне (Швейцария), и корпорация IBM.
Масштаб проекта служит косвенной демонстрацией невероятной сложности мозга. Для моделирования поведения почти миллиардной его части требуется суперкомпьютер IBM eServer Blue Gene, содержащий более 8 тыс. процессоров, смонтированных в четырех стойках. Исследователи ставят своей целью смоделировать так называемую «колонку неокортекса», цилиндрический элемент примерно 0,5 мм в диаметре и 2 мм длиной. По словам Генри Маркрама, директора Института мозга, мозг крысы содержит 10 тыс. таких элементов, а человеческий мозг — около миллиона.
Маркрам планирует провести моделирование на уровне отдельных нейронов. Воссоздаваемый элемент содержит около 10 тыс. нейронов. За несколько лет исследований Маркрам и его коллеги накопили огромное количество данных о поведении отдельных нейронов, а также о характере их взаимодействия и взаимосвязи. Эти данные будут использованы для создания в каждом процессоре детальной модели одного нейрона, в том числе его трехмерной формы, а компьютер Blue Gene будет представлять собой модель всего комплекса элементов коры головного мозга.
Группа ученых планирует в течение двух последующих лет сосредоточиться на совершенствовании и проверке модели, сравнивая ее поведение с информацией, полученной в результате наблюдения за мозгом живых крыс. Когда модель будет готова, ученые смогут использовать ее для того, чтобы буквально за нескольких секунд моделировать эксперимент, на который сейчас, по словам Маркрама, требуется целый день.
Затем начнется работа над последующими этапами исследования. Первый из них будет посвящен созданию более детальной модели отдельного нейрона, позволяющей описать способ, которым гены в клетке ДНК воздействуют на его поведение. На втором этапе предполагается подняться на более высокий уровень, упрощая модель таким образом, чтобы поведение колонок можно было прогнозировать, используя меньшие вычислительные ресурсы.
Таким образом, в один прекрасный день ученые смоделируют поведение всего мозга, хотя, как подчеркнул научный сотрудник IBM Чарлз Пек, данный проект посвящен биологическим исследованиям, а не искусственному интеллекту.
«Смоделировать работу всего мозга целиком, наверное, можно будет уже лет через десять-пятнадцать», — сказал Пек. Но это при условии, что возможности компьютеров будут по-прежнему расти и что ученые начнут с более простой задачи моделирования мозга животных, поведение которых они могут сравнивать с данными экспериментов.