Proiectul Europei de a intelege pe deplin creierul uman

Human Brain Project (HBP) este una dintre cele mai mari initiative stiintifice din lume, care isi propune sa creeze o infrastructura de cercetare bazata pe tehnologiile informatiei si comunicatiilor (TIC) pentru a avansa cunostintele despre creier, neurostiinta cognitiva si medicina legata de creier.

Proiectul, care a inceput in 2013 si a durat zece ani, a fost in mare parte finantat de Uniunea Europeana si coordonat de Scoala Politehnica Federala din Lausanne (EPFL).

Aroma agricola

HBP si-a incheiat calatoria pe 30 septembrie 2023, cu un echilibru dulce-amarui. Pe de o parte, proiectul a realizat progrese importante in neurostiinta, cum ar fi crearea de harti tridimensionale detaliate a cel putin 200 de regiuni ale creierului, dezvoltarea de implanturi cerebrale pentru tratarea orbirii si utilizarea supercomputerelor pentru a modela functii precum memoria. si constiinta., precum si pentru a imbunatati tratamentele pentru diferite boli ale creierului.

Pe de alta parte, proiectul a atras unele critici pentru ca nu si-a atins obiectivul initial de a simula intregul creier uman intr-un computer, un obiectiv pe care multi oameni de stiinta l-au considerat nerealist inca de la inceput.

In plus, proiectul si-a schimbat directia de mai multe ori, iar productia sa stiintifica a devenit „fragmentata si mozaica”, potrivit membrului HBP Yves Fregnac , om de stiinta cognitiv si director de cercetare la CNRS din Paris, citat de revista Nature. Pentru Fregnac, proiectul nu a oferit o intelegere cuprinzatoare sau originala a creierului. „Nu vad creierul, vad bucati din creier”, spune el.

Traiectorie puternica

In ciuda potentialelor sale limitari, intre 2013 si 2023, 155 de institutii din 19 tari au lucrat impreuna ca parteneri principali ai HBP. Dotat cu un buget de 607 milioane de euro, HBP a produs peste 3.000 de publicatii academice si peste 160 de instrumente digitale, aplicatii medicale si tehnologice, precum si o comunitate multinationala si exclusiv interdisciplinara care altfel nu s-ar fi reunit.

Unul dintre cele mai importante rezultate ale sale a fost contributia sa la dezvoltarea calculului neuromorfic , o tehnologie care imita structura si functionarea creierului uman pentru a efectua calcule mai eficiente si mai durabile.

HBP a pus la dispozitia cercetatorilor doua sisteme neuromorfe unice in lume: SpiNNaker, bazat pe microprocesoare conventionale, si BrainScaleS, bazat pe circuite electronice analogice. Aceste sisteme ne permit sa exploram noi modalitati de procesare a informatiilor inspirate de creier.

Functionarea creierului

De asemenea, printre realizarile HBP se numara generarea de noi cunostinte despre organizarea si functionarea creierului uman si animal, de la nivel molecular pana la nivel cognitiv.

HBP a colectat si analizat date experimentale privind structura, activitatea electrica si chimica si procesele cognitive ale creierului, folosind tehnici avansate de imagistica, inregistrare si stimulare.

Aceste date au fost folosite pentru a dezvolta modele matematice si computationale care explica mecanismele creierului care stau la baza functiilor precum memoria, invatarea, constiinta sau luarea deciziilor.

Medicina si sanatate

In cele din urma, aplicarea rezultatelor HBP in medicina si sanatate, cu scopul de a imbunatati diagnosticul, tratamentul si prevenirea bolilor neurologice si psihiatrice, reprezinta o alta realizare majora remarcabila a acestui proiect.

In acest sens, HBP a creat o platforma de analiza a datelor medicale care integreaza date clinice eterogene din diferite surse, precum imagini ale creierului, inregistrari genetice sau fise medicale.

Aceasta platforma faciliteaza identificarea biomarkerilor si a factorilor de risc pentru boli precum Alzheimer, Parkinson, epilepsie sau schizofrenie. In plus, HBP a condus dezvoltarea de noi terapii bazate pe stimularea neinvaziva a creierului sau implanturi neuronale.

Posibila dezvoltare viitoare

Odata finalizat, directorii HBP spera sa se apropie de intelegerea completa a creierului uman cu o platforma virtuala numita EBRAINS, care a fost creata ca parte a proiectului.

EBRAINS este un set de date de imagine si instrumente pe care oamenii de stiinta din intreaga lume le pot folosi pentru a efectua experimente si simulari digitale.

Cu toate acestea, finantarea pentru aceasta initiativa nu este inca asigurata. Si intr-un moment in care alte proiecte uriase si costisitoare de creier sunt in plina dezvoltare in alte parti ale lumii, oamenii de stiinta europeni sunt frustrati de sfarsitul versiunii lor, desi hotarati sa continue si sa nu fie lasati in afara cursei internationale pentru a intelege multe. mai bine pentru creierul uman.

Prezenta Statelor Unite…

Unul dintre proiectele uriase si costisitoare ale creierului in desfasurare in prezent in lume este Proiectul BRAIN sau BRAIN Initiative, finantat de guvernul SUA, care isi propune sa cartografieze activitatea fiecarui neuron din creierul uman, folosind tehnologii inovatoare de neuroimagistica si neurostimulare.

Proiectul a fost anuntat in 2013 de presedintele Barack Obama si are un buget de 6 miliarde de dolari pe o perioada de 12 ani. Adica este un proiect contemporan al HBP, dar dotat cu un buget care il inmulteste cu zece pe cel al proiectului european.

…si din China

Proiectul China Brain , promovat de guvernul chinez, se remarca si pentru ca urmareste sa inteleaga principiile de baza ale creierului uman, precum si sa dezvolte noi tehnologii pentru diagnosticarea si tratamentul bolilor neurologice si mentale.

Proiectul, lansat in 2016, este unul dintre cele patru programe pilot ale programului Science and Technology Innovation Adelante 2030, care vizeaza cercetarea bazelor neuronale ale functiei cognitive. China Brain Project acorda prioritate AI inspirata de creier fata de alte abordari, are o durata planificata de 15 ani si un buget de 15,8 miliarde de dolari, ceea ce a starnit critici pentru puterea enorma data acestei linii de cercetare, potrivit avertismentului din anul trecut. China Morning Post, principalul ziar din Hong Kong.

De asemenea, Japonia

In cele din urma, exista si Proiectul Brain/MINDS , condus de Japonia, care isi propune sa creeze o harta detaliata a creierului maimutelor macac, care sunt cele mai apropiate primate de oameni dupa cimpanzei.

Proiectul urmareste sa inteleaga modul in care creierul maimutei proceseaza informatiile senzoriale, motorii si cognitive si cum este legat de comportament si emotie. Proiectul a inceput in 2014 si are un buget de 300 de milioane de dolari pentru 10 ani.

Initiativa privata

Initiativa privata nu lipseste in aceasta cursa de intelegere a creierului, asa cum demonstreaza Institutul Allen pentru Stiinta Creierului , o organizatie privata fondata de co-fondatorul Microsoft Paul Allen , care este dedicata cercetarii creierului uman si animal. , cu accent special pe genetica, anatomie si functia creierului. Institutul a fost creat in 2003 si, cu venituri de 298 de milioane de dolari, a publicat mai multe atlase interactive ale creierului si baze de date publice.

Europa, presente

Finalizarea HBP nu reprezinta sfarsitul efortului european de a studia creierul si, asa cum spun protagonistii sai, desi nu si-a atins obiectivul stiintific principal, a pus in schimb bazele unei noi ere in cercetarea creierului, care va avea un impact mare asupra stiintei, tehnologiei si societatii. Povestea continua.