פרויקט המוח הכחול: שחזור של המוח
בדיוק כמו שאסטרופיזיקאים מסתכלים מחוץ לכוכב הלכת שלנו כדי לגלות איך החלל עובד, מדעני מוח מסתכלים לתוך הגוף האנושי כדי לפרום את המוח. מטרה שאפתנית שכזו, שאיפה נפוצה בקרב מדענים במשך עשרות שנים, היא כיום פרויקט מחקר של ממש. היוזמה, שנקראת Blue Brain Project , נוצרה ב-2005 על ידי הפרופסור השוויצרי הנרי מרקרם.
מוח כחול: המפה הדיגיטלית של המוח
זה מאוד אופייני לבני אדם לצייר מפות כדי לייצג ממצאי מחקר או ידע באופן כללי. למעשה, כך המידע מתפשט בדורות.
בדומה לאופן שבו המפות של העולם החדש ייצגו את הנתיבים והדרכים של יבשת חדשה לגמרי, פרויקט המוח הכחול נועד לבנות מפה דיגיטלית המשחזרת, בצורה המדויקת ביותר שידועה עד היום, את המסלולים העצביים של המוח האנושי ואת אופן פעולתם. מפה זו תאפשר למדענים לחקור אפילו את הפינות הנידחות ביותר של האיבר הזה.
על מנת לקבל ייצוג מדויק של הארכיטקטורה והדינמיקה התפקודית של המוח האנושי, יוזמה זו מציבה את השחזור של מוחות המכרסמים כנקודת המוצא.
המכון למוח המוח של אקול פוליטכניק פדראלה דה לוזאן (EPFL) יצא לשחזר, בצורה מפורטת ביולוגית, את מבנה המוח ותפקודיו במאי 2005. למעשה, הטכניקה שבה נעשה שימוש, הנקראת הנדסה הפוכה, גורמת לפרויקט להיות מורכב בעיקר מ- סימולציות וייצוגים מוחיים.
חוקרים בחרו במוח של מכרסם כבסיס מייצג של המוח האנושי (שהוא בהחלט מורכב הרבה יותר) בשל הדמיון שלו, בקנה מידה מעגל אחר, כמוח יונק.
כמו כן, הטכנולוגיה מאחורי יוזמה זו משתמשת במחשב-על Blue Gene המריץ את תוכנת NEURON.
פרויקטים קשורים אחרים
יתר על כן, הבסיס האמפירי של הפרויקט, והמודל המשמש לבסיס זה, הם שניהם מפת חיבור של נוירונים במוח הנקראת קונקטום. מודל זה כולל הדמיה דיגיטלית מציאותית של נוירונים במוח, ומדענים מקווים שהוא יהפוך לאנציקלופדיה שלמה של תעלומת המוח והנפש.
אבל כמובן, פרויקט בסדר גודל כזה בקושי ישרוד ללא משתפי פעולה בינלאומיים. לכן ישנם תת-פרויקטים אחרים שנוצרו כדי לתמוך במיוחד במוח הכחול, כולל:
- פרויקט המוח הכחול של Cajal, מתואם על ידי CeSViMa (מרכז מחשוב והדמיה של מדריד).
- פרויקט ג'ושוע כחול של יבמ, שמטרתו לבנות מחשבים ותוכנות של בינה מלאכותית שמחקים את המוח האנושי.
- פרויקט HBP או Human brain, אף שאוניברסיטאות אירופיות רבות תורמות ל- Blue Brain במאמצים מדעיים וחישוביים משלהם לחקור את המוח האנושי.
מה ההבדל בין פרויקט מוח כחול לפרויקטים דומים אחרים?
שחזורים וסימולציות שמחשוב-על מאפשר למוח הכחול להציג, הם גישה חדשה לחלוטין להבנת פעילות המוח על ידי התייחסות אליה כמבנה של מספר רמות. לכן, מבנה "שכבה" זה מפנה מקום לגיוון הפונקציונלי של הנפש ולמורכבויות האינסופיות שלו.
פרספקטיבה זו מאפשרת את אחד האתגרים המדעיים הבלתי נגישים ביותר שעמם מתמודד המדע הנוכחי: הבנת המוח כמערכת מורכבת מרובת קנה מידה, עבודה שסוג זה של סימולציה-מדעי המוח הוא בסיסי עבורה.
הפרט המפתיע שאיתו פועל מודלים נוירונים בפרויקט זה, יכלול בסופו של דבר בניית הדמיית מוח ברמה מולקולרית. לאחר מכן, זה יפתח את הדלתות למחקרים חדשים של ביטוי גנים, ולבסוף, ליתרונות קליניים חסרי תקדים.
היסטוריה קצרה של הפרויקט
- 2005. הושלם דגם הסלולר הראשון.
- 2008. העמוד הניאו-קורטיקלי המלאכותי הראשון של 10000 תאים נבנה.
- 2011. פרויקט המוח הכחול בונה מודל שמכפיל ב-100 את מספר העמודות של המודל הקודם, ומגיע לסך של מיליון תאים.
- 2014. שחזור רשמי של מוח חולדה סלולרי.
- 2023. עד השנה, פרויקט המוח הכחול מצפה לשיקום מלא של המוח האנושי עם סך של 100 מיליארד תאים.
למה כל כך הרבה מאמץ?
בנוסף ליתרונות הקליניים שהיכרות מעמיקה כל כך של המוח תביא, יש מטרה סופית שהיא הרבה יותר מסתורית מהדמיון החברתי.
על ידי גילוי הניסוח המורכב של חלקי המוח, מדענים יכלו סוף סוף להשיג ידע לא תיאורטי על התודעה האנושית. משימה שלמעשה, מדענים והוגים רבים בהיסטוריה של האנושות הקדישו לה את כל חייהם.
לעת עתה, וכהקדמה לממצאים המדהימים שיגיעו, פרויקט המוח הכחול פרסם את האטלס העצבי הדיגיטלי הראשון שלו בתלת מימד, רק בשנה שעברה. הוא מציע מידע מעמיק על סוגי תאי המוח, כמה מהם יש ומיקומם בסך הכל ב-737 אזורי מוח.
מעבר מספר המדריך הנוירואנטומי הקלאסי עם רישומים פשוטים לאטלס תלת מימדי מסוג זה הוא אחד הצעדים הגדולים ביותר במדע בהיסטוריה של האנושות.
