PROXECTO BLUE BRAIN

Un superordenador desvelará os misterios do pensamento, a percepción e a conciencia
Será a primeira vez que os científicos poidan observar o código eléctrico cerebral que nos serve para representar o mundo


Un novo sistema de cálculo desenvolvido por matemáticos suízos, unido á potencia do maior ordenador IBM, modelizará os circuítos neuronais do cerebro humano coa finalidade de descubrir os mecanismos biolóxicos do pensamento, a percepción, a conciencia e a representación subxectiva do mundo. Estará concluído en dez anos e a disposición dos científicos de todo o mundo. Chamado Cerebro Azul, este sistema suporá unha revolución na historia do coñecemento do cerebro: permitirá visualizar por vez primeira os microcircuitos formados polas neuronas. Por Eduardo Martínez.



A multinacional estadounidense IBM e o Brain Mind Institute de Suíza, pertencente á Escola Politécnica Federal de Lausanne (EPFL), acaban de lanzar o chamado Proxecto Cerebro Azul (Blue Brain Proyect, que pretende reproducir informáticamente un cerebro humano a todos os seus niveis, incluído o molecular.

A EPFL achega ao proxecto un sistema de cálculo de nova xeración que se axustará a un computador proporcionado polo xigante informático, do tipo BlueGene/L, capaz de alcanzar 22,8 teraflops (22.8 billóns de operacións por segundo), e que formará parte dos 15 computadores máis potentes do mundo. É a primeira vez que IBM pon toda a potencia das súas máquinas ao servizo das neurociencias. Os resultados destes traballos serán facilitados a científicos de todo o mundo.

Chamado Cerebro Azul, este sistema de cálculo asistido pola potencia do computador IBM, pretende construír un modelo inédito en tres dimensións do cerebro humano que suporá unha revolución na historia do coñecemento do cerebro: permitirá visualizar por vez primeira os microcircuitos formados polas neuronas.

O supercalculador servirá de soporte para construír a modelización do cerebro, que se desenvolverá por etapas ao longo de dez anos. A primeira fase centrarase no neocortex, unha das zonas cerebrais máis extensas e misteriosas. Esta primeira fase durará dous anos e partirá da base de datos xa elaborada polo EPFL sobre a estrutura neuronal do neurocortex de ratos.

Descubrir os misterios do pensamento

A finalidade última do proxecto é descubrir os misterios que rodean aos procesos cerebrais que rexen o pensamento, a memoria e a conciencia humana. Así mesmo, o proxecto pretende alcanzar unha mellor comprensión dalgunhas enfermidades de orixe cerebral, como o autismo, a esquizofrenia ou a depresión, ao mesmo tempo que se propón explorar posibles remedios a estas enfermidades.

Este obxectivo conseguirase creando unha contorna experimental o máis fiel posible á realidade que permita preparar coa maior certeza experiencias finais realizadas en persoas. Esta tarefa veuse aprazando historicamente á espera de significativos avances na potencia dos sistemas de cálculo, barreira que Cerebro Azul proponse superar coa alianza entre EPFL e IBM.

A nova ferramenta permitirá explorar as bases moleculares, estruturais e funcionais das conexións entre neuronas, así como estudar as súas disfuncionamientos, mediante técnicas de simulación virtual que superan a todas as empregadas ata agora, xa que ofrecerán posibilidades inéditas de visualizar experiencias neuronais a nivel de microcircuitos.

Será a primeira vez que os científicos poidan observar o código eléctrico cerebral, que nos serve para representar o mundo. A idea é que no proxecto fusiónense os coñecementos biolóxicos cos recursos informáticos, de maneira que poida realizarse a través dun programa informático un mapa detallado dos circuítos cerebrais.

Enormes posibilidades

Henry Markram, director do Brain Mind Institute, e os seus colegas, pasáronse os últimos dez anos construíndo unha base de datos da arquitectura neuronal do sistema Neocortical ou neocortex do cerebro, composto de dous lóbulos (esquerdo e dereito).

O lóbulo esquerdo desta rexión cerebral é o responsable das conexións e ?programas? necesarios para procesar a información que recibimos. O lóbulo dereito, pola súa banda, permite a capacidade asociativa, a visión, a audición e a intuición.

O sistema neocortical diferéncianos dos animais debido a que nos humanos alcanzou o peso e as interconexiones suficientes para permitir a comunicación a través dunha linguaxe racional. Deste sistema, con todo, só facemos uso do 10%, o que indica tanto un desaprovechamiento das nosas posibilidades como, á inversa, unha gran oportunidade de desenvolvemento que nos está esperando.

O equipo de investigación do Brain Mind Institute estudou con precisión o comportamento eléctrico das neuronas e definiu un conxunto de regras de conexión entre os diferentes tipos destas.

Ademais, partes minúsculas do cerebro dalgúns ratos foron mantidas con vida para ser estudadas con microscopios co fin de analizar as conexións nerviosas ou sinápticas das neuronas (a sinapsis é a zona na que dous neuronas se conectan).


Fases do proxecto

Desta forma, o BMI fíxose coa maior base de datos do mundo de neuronas individuais. Utilizando estes datos, a primeira fase do Poyecto Cerebro Azul consistirá en facer un prototipo da estrutura eléctrica das chamadas columnas neocorticales, que son circuítos eléctricos que se repiten no cerebro.

As columnas neocorticales son consideradas as unidades que forman a rede eléctrica do cerebro. Miden entre 0,5 e 2 milímetros, e conteñen desde 10 a 70.000 neuronas, dependendo de cada especie.

Unha vez que se complete a compilación dos datos, farase un modelo ou mapa das columnas para pasar á segunda fase do proxecto, que consistirá na elaboración de dous modelos máis.

Un deles será o modelo molecular, no que as neuronas atópanse implicadas. O outro reproducirá o comportamento das columnas neocorticales miles de veces, ata reproducir un sistema neocortical completo, e ata un prototipo do resto do cerebro.

Ás portas da conciencia

O proceso concluirá cando este modelo completo sexa estimulado e observado para ver como se comportan as diferentes partes do cerebro. Por exemplo, a información visual poderá introducirse no computador para ser recollida polo neocortex informatizado, de maneira que a resposta do Blue Brain poida observarse e estudarse.

Con esta revolucionaria ferramenta espérase que o cerebro abra os seus misterios ao home, e podamos coñecer o xeito en que funciona ao nivel máis complexo. Ata hoxe, o coñecemento que se posúe respecto dos procesos cerebrais básicos, como o pensamento e a conciencia, refírese máis aos mecanismos asociados a esta actividade que ao funcionamento neurológico que a regula ou inflúe.

Aínda que non hai dúbida de que todos os procesos mentais (pensamento, conciencia, imaxinación, recordos, memoria, ilusións ou emocións en xeral) son un produto do funcionamento cerebral, con todo estase topavía moi lonxe de comprender os mecanismos cerebrais que xeran estas actividades mentais. Profundar no coñecemento destes complexos procesos que tanto nos condicionan a vida, é o obxecto do Cerebro Azul.