Neuromokslininko manymu, vienintelis būdas iš tikrųjų perprasti, kaip veikia smegenys – jas sukurti ir kruopščiai ištirti įvairiausiais eksperimentais.
Taigi Henry Markramas, dirbantis Šveicarijos federaliniame technologijų institute, ėmėsi „Žmogaus smegenų projekto“ (angl. „Human Brain Project“).
Šio projekto siekis – sujungti tūkstančius smegenų dėlionės gabalėlių, kuriuos per pastaruosius dešimtmečius atrado neuromokslininkai: nuo jonų kanalų iki sąmoningo sprendimų priėmimo mechanizmų – į vieną modelį-superkompiuterį – virtualias žmogaus smegenis. Jei planas išdegs, sukonstruotas smegenų modelis galės mokytis ir palaipsniui lavinti savo vis sudėtingesnius gebėjimus – panašiai, kaip vystosi gyvas žmogus, rašoma lifeslittlemysteries.com.
Dar daugiau, jo užprogramuota struktūra, išvystyta „Žmogaus smegenų projekte“, bus prieinama visiems pasaulio neuromokslininkams. Jie galės šia naudotis, pavyzdžiui, virtualiems rentgeno spindulių eksperimentams atlikti, patikrinti, kaip smegenys reaguotų į naujus eksperimentinius vaistus per užkoduojamas jų veikimą atitinkančias programas, tada vėl nutraukti jų virtualų teikimą ir stebėti rezultatus.
Tokie ketinimai laikomi kontroversiškais. Kai kurie mokslininkai įsitikinę, kad šie užmojai pernelyg nerealūs ir planas tiesiog pasmerktas žlugti. Kiti prognozuoja, kad išsiaiškinti, kaip veikia virtualios smegenys, bus ne ką paprasčiau, nei įminti realių smegenų veikimo principus.
Vis dėlto „Žmogaus smegenų projektas“ – Europos Sąjungos dviejų naujų „Flagship“ iniciatyvų finalininkas. Jei taps vienu iš nugalėtojų, jo vykdymui bus skirta 1 milijardo eurų stipendija. Tačiau kyla klausimas, kaip H. Markramas, laimėjęs konkursą, konstruos tas dirbtines smegenis.
„Mes jau turime sistemų prototipą, paruoštą plėsti, vystyti ir tobulinti“, – užtikrino mokslininkas. Jis aiškino, kad dirbtinių smegenų proceso eigą galima suskirstyti į kelis svarbiausius etapus.
Smegenų mechanika
Pirmiausia reikia nuspręsti, kokios apimties smegenų audinio norima. Tuomet tame smegenų audinyje reikia paskirstyti matematinius neuronų modelius pagal realias smegenis.
Antra, neuronų modelius reikia sujungti tarpusavyje virtualiomis sinapsėmis – neuronų sandūromis. Tai keliai, kuriais keliaus signalai.
Kalbant apie signalų keliavimo greitį, būtina pabrėžti, kad net ir ypač galingas superkompiuteris, gebantis atlikti daugiau nei 1 milijardą skaičiavimų per sekundę, niekaip neprilygs panašų procesą atliekančioms žmogaus smegenims, taigi sukonstruotų smegenų modelis užduotis atliks ir mintis mintys lėčiau, palyginus su žmogumi.
Kitas žingsnis – „užvesti“ sistemą. Mokslininkai neuronų modelius ir sinapses, kaip ir kitas ne neuronines smegenų ląsteles bei kraujotaką, veikti privers kompiuteriu užprogramuodami šių komponentų eigą. Kad šios smegenų sandaros dalys veiktų kuo panašiau į realias smegenis, bus, H. Markramo žodžiais tariant, „iškasta visa įmanoma informacija iš literatūros ir duomenų bazių klodų, rezultatai susisteminti ir išanalizuoti pagal vertę“.
Jei kuri nors smegenų funkcija šiandieniam mokslui liko neįminta, dirbtinių smegenų kūrimo grupės mokslininkai arba kreipsis į kitus neuromokslininkus ir stengsis bendradarbiaudami kartu su jais tai išsiaiškinti, arba savo programose įterps tam tikrus „skirtukus“, kad spragas užpildytų vėliau.
Vėliau bus imamasi eksperimentų, kad būtų įsitikinta, jog ląstelės, sinapsės, sudėtingumas – viskas atitinka eksperimentinius duomenis.
„Modelyje bus susistemintai integruoti biologiniai duomenys. Laikui bėgant, modelis taps vis sudėtingesnis ir vis labiau atitiks realias smegenis, nes bus surinkta vis daugiau ir daugiau biologinių duomenų“, – aiškino neuromokslininkas, projekto idėjos autorius H. Markramas.
Jei smegenų simuliakras į aplinką reaguoti negalėtų, tai tebūtų virtualus smegenų, plūduriuojančių formaldehide, atitikmuo. Taigi kitame etape būtina sujungti smegenis su virtualia aplinka ir jas lavinti, kad smegenys mokytųsi ir išvystytų vis sudėtingesnių gebėjimų.
„Kai bus sukurtas toks modelis, reikia jį priversti mąstyti ir priimti sprendimus. Šiam tikslui pasiekti reikės ypač daug laiko ir ypač galingų superkompiuterių“, – kalbėjo H. Markramas. Kadangi mokslininkai konstruos suaugusiojo smegenis, pereiti per neuronų ir sinapsių formavimosi etapą, vykstantį vaikystėje, nereikės.
Vis dėlto bus būtina išmokyti smegenis apie realybę, kad šios galėtų konstruoti prasmingas mintis. Smegenys mokysis per sąveiką su „virtualiais faktoriais, veikiančiais virtualiuose pasauliuose“, pasakojo mokslininkas.
Paskutinis žingsnis – eksperimentai su šiomis dirbtinėmis smegenimis. Jų dėka, tikimasi, bus galima itin kruopščiai ištirti smegenų veiklą, pradedant nuo neuronų šaknų iki naujų vaistų, galbūt pagydysiančių nuo 560 itin sunkių ligų, poveikio žmogui.
