Учёные приближаются к созданию компьютерной модели мозга человека
Учёные в разных странах постепенно приближаются к созданию компьютерной модели человеческого мозга — задачи, которая ещё недавно воспринималась как научная фантастика. Как сообщает портал «boda», речь идёт не о переносе сознания или цифровом бессмертии, а о попытке воспроизвести принципы работы мозга с помощью мощных вычислительных систем, чтобы глубже понять его устройство.
Современные суперкомпьютеры уже способны обрабатывать объёмы данных, сопоставимые с масштабами нервной системы человека. Переход к экзафлопсным вычислениям, при которых системы выполняют квинтиллионы операций в секунду, позволил моделировать работу миллиардов нейронов и связей между ними.
Ранее исследования в основном строились на моделях отдельных участков мозга, отвечающих за конкретные функции — зрение, память или движение. Эти подходы давали ценные результаты, но не позволяли объяснить, как разные области взаимодействуют между собой. Сейчас учёные начали объединять такие модели в более крупные системы, проверяя, насколько согласуются существующие представления о работе мозга.
Одним из примеров стала работа немецкого исследовательского центра в Юлихе, где планируется использовать новый суперкомпьютер JUPITER для моделирования масштабных нейронных сетей. В перспективе такие проекты могут приблизиться по размеру к коре головного мозга человека, содержащей десятки миллиардов нейронов.
Исследователи подчёркивают, что даже самые крупные симуляции остаются приближёнными. В них пока не учитываются многие сложные процессы, включая влияние химических сигналов, накопление опыта в течение жизни и взаимодействие с органами чувств. Тем не менее такие модели уже позволяют проверять гипотезы, недоступные для прямого изучения на человеке.
Ранее учёным удалось смоделировать кору мозга мыши на японском суперкомпьютере Fugaku, а также воспроизвести нервную систему плодовой мушки после полного восстановления схемы связей её нейронов. Эти примеры показывают, что при наличии точных данных компьютерные модели способны достаточно точно повторять активность живых систем.
Ожидается, что развитие подобных симуляций поможет лучше разобраться в причинах неврологических заболеваний, механизмах памяти и сознания, а также в поиске новых методов лечения. Учёные отмечают, что моделирование мозга — это длительный процесс, состоящий из множества этапов, а экзафлопсные суперкомпьютеры лишь расширяют его возможности.