Моделирование мозга. Компьютерные модели мозга

Моделирование мозга - это создание компьютерной модели мозга (статической или динамической) со всеми его миллиардами нейронов и триллионами синаптических связей между ними.

2016. Human Connectome Project создал самую подробную карту мозга



Жизнь человека заключена в мозге, а медики до сих пор имеют смутное представление о том, как устроен и работает мозг. Мы уже рассказывали о двух масштабных проектах по исследованию мозга: Human Brain Project и Brain Activity Map. Но на сегодняшний день наибольшего прогресса добился другой американский проект Human Connectome Project. На днях его участники опубликовали самую подробную в мире карту коры головного мозга. Использование алгоритмов машинного обучения позволило идентифицировать на ней 180 структурных участков, вовлеченных в выполнение различных функций, включая 97 прежде неизвестных. Данные были получены благодаря мультимодальной магнитной томографии головного мозга 210 здоровых подопытных обоих полов, выполнявших простые задания.


2015. Стартап Neurovigil поборется с Америкой и Европой за мозг



Жизнь человека заключена в мозге, и при этом врачи почти ничего не знают об этом органе. Тот, кто познает мозг - получит власть и золотые горы. Поэтому США и Европа наперегонки инвестируют деньги в национальные проекты по исследованию мозга. Но государственные проекты - обычно не эффективны, и можно спрогнозировать что какой-нибудь стартап разберется в мозге быстрее супердержав. Например, им может стать компания Neurovigil под руководством Филипа Лоу. Этот стартап разработал приборчик iMind, который считывает нейроэлектрическую активность мозга и алгоритм SPEARS, который преобразует эти сигналы в динамическую модель мозга. Один из прикладных проектов Neurovigil - система для парализованных людей с ALS (см. видео). А сейчас Neurovigil запускает масштабный проект по исследованию мозга, в котором будут участвовать 20 тыс добровольцев. Они будут носить приборчик iMind и передавать данные в общую базу для анализа.


2013. Получена первая полная 3D-модель головного мозга



Жизнь каждого человека заключена в мозге. Практически все вопросы по восстановлению здоровья и продлению жизни упираются в знания о мозге. Но проблема в том, что головной мозг - это наиболее сложная система, с которой сталкивались ученые. Поэтому познанием строения и механизмов работы мозга занимаются целые страны и их союзы. На сегодняшний день главной надеждой человечества в этом вопросе является проект Евросоюза Human Brain project. На днях в этом проекте был завершен важнейший этап: получена полная 3D карта мозга, которая включает 100 миллиардов нейронов, соединенных 100000 миллиардами синапсов. Для того, чтоб создать эту модель, ученые заспиртовали мозг, а потом с помощью микроножа срезали слой за слоем (всего 7400 слоев) и сканировали их. Всего на это ушло 10 лет. Сейчас эта 3D-модель доступна узкому кругу ограниченных ученых, но скоро ее обещают сделать доступной всем желающим. Однако, в это мало верится, ведь Европа и США конкурируют за право первенства в деле познания мозга.


2013. Америка поборется с Европой за мозг



Пару недель назад Еврокомиссия одобрила финансирование масштабного проекта по созданию модели головного мозга (в размере более 1 млрд евро). И США теперь ничего не остается, кроме как создать такой-же свой проект. Иначе лучшие американские умы побегут в Европу, туда где им предложат больше денег. А значит, Европа получит стратегическое преимущество в изучении мозга. Вы думаете, ну и что? Но представьте, если вдруг европейцы научатся лечить болезни Альцгеймера и Паркинсона в то время, как в США медики будут далеки от этого. Представьте, насколько велик этот рынок, и какие финансы сразу потекут в Европу. В общем, Барак Обама предложил выделить 3 млрд долларов на проект под названием Brain Activity Map (теперь дело за сенатом). Американцы уже хвастаются, что в отличии от европейского проекта, который ставит целю получить "статическую" карту мозга, их проект попробует изучить мозг в динамике, т.е. понять, как именно он работает.


2013. Суперкомпьютер попробует создать симулятор человеческого мозга



Факт в том, что наши многоуважаемые ученые (а следовательно, и медики) еще очень мало знают о человеческом организме. А меньше всего они знают о головном мозге. Многие заболевания головного мозга (в частности, болезни Альцгеймера и Паркинсона) до сих пор считаются неизлечимыми. Но возможно скоро этот пробел будет восполнен. Еврокомиссия одобрила финансирование (1,19 млрд евро) проекта Human Brain Project, целью которого является создание симулятора человеческого мозга. В этом проекте примут участия десятки университетов из разных государств Евросоюза, а также США, Израиля и других стран. Они по крупицам будут собирать информацию о нейронах мозга и связях между ними, и загружать ее в суперкомпьютер, который будет формировать модель живого мозга. По словам организаторов, им понадобится суперкомпьютер, в 1000 раз более мощный, чем самый мощный суперкомпьютер из существующих (Watson ?). Так что IBM, видимо, тоже поучаствует в проекте.


2009. IBM представила компьютерную модель мозга



На конференции Supercomputing 2009 компания IBM представила результаты моделирования мозга, состоящего из более чем одного миллиарда нейронов (и 9 триллионов синапсов). Это примерно соответствует мозгу кошки и составляет примерно 4% человеческого мозга. Для моделирования использовался суперкомпьютер Blue Gene/P DAWN с 147,456 процессорами и 144 TB оперативной памяти, но даже он не позволяет проводить вычисления в реальном времени, поэтому для моделирования одной секунды физического времени требовалось примерно 1.5 минуты расчетов. Однако, как прогнозируют авторы этой модели, к 2019 году самый быстрый компьютер на Земле сможет моделировать работу человеческого мозга в реальном времени. Для этого потребуется около 10 Петабайт оперативной памяти и производительность свыше 1 EFLOPS. Предполагается, что такое моделирование «снизу-вверх» (от простейших элементов к общей системе) позволит разобраться в том, как работает человеческий мозг.