Создана компьютерная модель мозга! Такое сенсационное заявление сделала международная научная группа, куда входят более 80 ученых из разных стран. В масштабный проект «Человеческий мозг» Европа вложила фантастическую сумму — около миллиарда евро. Он стартовал десять лет назад, а сейчас ученые, по сути, рапортуют мировой общественности о серьезном успехе. Это компьютерная модель кусочка мозга крысы, размер которого треть кубического миллиметра. В нем функционируют около 30 тысячи нейронов.
Кто-то скажет, но это же мизер. Ведь в мозге крысы миллионы нейронов, а у человека вообще 100 миллиардов. А соединений между ними еще в 10 тысяч раз больше. Говоря образно, сумма в миллиард евро родила мышь. Но это как оценивать. Ведь уже более 30 лет назад ведущие страны мира объявили решительное наступление на тайну мозга, в нее включились многие известные ученые, нобелевские лауреаты, в частности, один из отцов спирали ДНК Фрэнсис Крик. Однако крепость осталась, по сути, неприступной. Оказалось, что арсенал средств у атаковавших явно не тянул на решение этой сложнейшей задачи.
Сейчас ситуация в корне изменилась. Наука получила в свое распоряжение сложнейшие эффективные приборы, а программисты — мощные суперкомпьютеры. И пошли на новый приступ. Группа швейцарского профессора Генри Маркрама, который возглавляет проект «Человеческий мозг», взялась создать его полноценную модель в суперкомпьютере. Будет ли он мыслить как человек? Вряд ли, признается сам ученый. Пока речь идет о том, чтобы научиться отслеживать каждый импульс от каждого нейрона. И, может быть, тогда удастся понять, что же такое сознание.
Задача кажется совершенно неподъемной, учитывая гигантское количество наших нейронов. Поэтому ученые начали с меньшего. За несколько лет они с помощью суперкомпьютера сумели создать модель участка мозга крысы, где работает 10 тысяч нейронов. По сути, каждый из них моделировался одним процессором. Примерно столько же времени понадобилось, чтобы поставить нынешний рекорд: в модели уже работает 30 тысяч нейронов.
Для этого пришлось провести огромное количество экспериментов, чтобы понять, как устроены нейронные сети, по каким правилам они формируются. А затем все эти знания ученые загнали в компьютер, построив трехмерную модель нейронов, соблюдая все пропорции, размеры, и расстояний между ними. Генри Маркрам утверждает, что модель работает так же, как и настоящий мозг. Оппоненты не согласны, говорят, что ученый выдает желаемое за действительное. На самом деле речь идет о том, что всего лишь три нейрона в компьютере ведут себя так же, как и в экспериментах на реальном мозге.
Но Маркрам считает это огромным достижением. Он обещает уже через десять лет построить виртуальный аналог мозга человека. «Возможно, к этому времени доклад о наших успехах будет делать голограмма с искусственным интеллектом», — говорит ученый. Он утверждает, что модель уже сейчас помогает ученым лучше понять принципы функционирования реального мозга, оказать большую помощь в изучении причин и течения многих заболеваний мозга — от нарушений сна до нейродегенеративных болезней.
Виталий Дунин-Барковский, заведующий отделом нейроинформатики Центра оптико-нейронных технологий НИИ системных исследований РАН, доктор физико-математических наук:
-То, чем занимается Маркрам, не имеет отношения к сути вопроса, как работает мозг. Что же этот ученый на самом деле предлагает? Если объяснять на пальцах, то суть в следующем. Надо разрезать мозг на очень маленькие дольки, посмотреть, как там расположены нейроны и точки их соединения, синапсы, потом все собрать уже в компьютере, и он начнет работать так же, как естественный мозг. Это напоминает старика Хоттабыча, который решил сделать телефон, воспроизвел его внешний облик и не мог понять, почему тот не звонит. Также и с мозгом, чтобы компьютерная модель заработала, нужно знать механизм, принципы работы мозга. В них все дело, а не в структуре мозга. Увы, пока науке до этого далеко. И вряд ли решение такой сложнейшей задачи в лоб, пытаясь в модели воспроизвести структуру мозга, нам поможет. Кстати, некоторые ученые уже много изучают мозг гениев, в частности Эйнштейна, пытаются понять секрет этого удивительного дара, но пока никаких успехов.
Хочу подчеркнуть, что ведущие страны мира приняли масштабные программы по изучению мозга, в эти исследования вкладываются очень серьезные деньги. Увы, в России нет ничего подобного, а ведь страна обладает сильным научным потенциалом, чтобы проводить такие работы. Этот вопрос поднимался на недавнем Общем собрании РАН, целиком посвященном мозгу, но дальше дело не сдвинулось. Надо срочно принимать такую программу, иначе в этом важнейшем научном направлении, фактически главном в XXI веке, мы отстанем навсегда.
Кстати
Пока единственный организм, для которого ученые смогли описать все соединения нейронов, это нематода — червячок длиной в миллиметр. Вначале у нее были картированы все 302 нейрона и семь тысяч соединений между ними. Зная эту схему, ученые создали виртуальную нематоду, запрограммировали для нее виртуальную среду и попытались заставить модель червячка ползать. Увы, даже это простенькое поведение нематоды воспроизвести не удалось, так как мы плохо знаем, как работает ее нервная система. Это исследование было завершено еще в 1986 году после 12 лет упорного труда. Вот как трудно пробиться к тайнам мозга.
