Ученые смоделировали фрагмент головного мозга

На протяжении последних 10 лет Федеральная политехническая школа Лозанны (Швейцария) работает над глобальным проектом Blue Brain.

В рамках этого почти фантастического проекта ученые пытались воссоздать для научных целей структуру головного мозга крысы, смоделировав фрагмент из 31000 нейронов, 55 клеточных слоев и 207 подтипов клеток.

Героические усилия швейцарских исследователей направлены на то, чтобы лучше понять роль и функции различных подтипов нейронов головного мозга, изучить логику работы этой сложнейшей структуры и научиться влиять на нее.

Доктор Генри Маркрэм (Henry Markram) и его коллеги завершили цифровую реконструкцию фрагмента коры головного мозга. Они составили виртуальную схему, отобразив в ней все связи и взаимодействия между подтипами нейронов и отдельными группами клеток. Всего в этой схеме насчитывается 40 миллионов синаптических связей и 2000 соединений между нейронами различных подтипов.

«Такая реконструкция потребовала невообразимого количества экспериментов, но она позволила нам предсказывать расположение, число связей, и даже количество ионов, которые перемещаются в каждой из 40 миллионов синаптических щелей. Это колоссальное достижение, позволяющее открыть тайны живого мозга и научиться управлять им», - говорит доктор Маркрэм.

Для симуляции поведения нейронов в разных состояниях ученым пришлось применить новейшие суперкомпьютеры, поскольку обычные машины не справлялись с такими вычислениями.

Они обнаружили, что незначительное изменение одного лишь параметра среды (например, уровня ионов кальция) способно привести к целому спектру разнонаправленных изменений в работе головного мозга.

«Мы можем провести аналогию с компьютерным микропроцессором, который можно конфигурировать для выполнения определенных задач. Наши эксперименты позволяют предположить, что в коре мозга существуют определенные состояния, которые позволяют лучше решать те или иные задачи, и что мы можем переключаться из одного состояния на другое», - говорят исследователи.

Казалось бы, зачем это нужно?

Дальнейшая работа в этом направлении позволит ученым влиять на состояние мозга при помощи тончайших физических или химических инструментов.

Если немного пофантазировать, то в будущем с их помощью, быть может, мы научимся изменять мысли или мотивацию человека, избавлять его от навязчивых идей или агрессивности, вычеркивать из памяти страшное воспоминание или улучшать мышление…

medbe.ru