Cercetătorii europeni se apropie cu pași repezi de o realizare care, până nu demult, părea mai degrabă o utopie științifică: simularea completă a creierului uman folosind supercomputere de ultimă generație. Cu toate progresele recente în tehnologie și în modelarea neuronală, specialiștii de la Centrul de Cercetare Jülich din Germania sunt convinși că acest deziderat este realizabil în următorii ani, marcând astfel o etapă revoluționară în domeniul neuroștiinței.
Noile frontiere ale neuroștiinței digitale
În ultimul deceniu, cercetările din neuroștiința computațională au făcut pași uriași, reușind să creeze hărți detaliate ale structurilor neuronale din creierul unor specii de insecte, cum ar fi muștele de fructe. În 2024, un moment definitoriu a fost atins când echipa de cercetători a finalizat cea mai completă hartă a circuitelor neuronale ale unei muște, care are zeci de milioane de sinapse în rețea sa complexă. Acest rezultat oferă o confirmare clară că modelarea detaliată a funcționării unui sistem biologic mic este posibilă și, important, poate fi reproductibilă pe cale digitală.
Chiar dacă diferența de scară între un creier de insectă și cel uman pare imensă, progresul este perceput ca un prim pas esențial. Creierul uman, cu aproape 86 de miliarde de neuroni și peste 100 de trilioane de conexiuni sinaptice, ridică însă dificultăți deosebite, atât din punct de vedere tehnologic, cât și conceptual. Experiențele anterioare, precum proiectul Human Brain, lansat în urmă cu peste zece ani, au demonstrat cât de dificilă este crearea unei simulări funcționale și complete a sistemului neural uman, chiar și cu fonduri uriașe.
Supercomputerul JUPITER și cea mai ambițioasă simulare
Centrul de cercetare Jülich s-a adaptat și a evoluat, apelând la tehnologie de vârf pentru a atinge acest obiectiv de amploare. Supercomputerul JUPITER, unul dintre cele mai potente în lume, cu mii de unități de procesare grafică pentru calcule paralele, devine instrumentul-cheie în proiectul de simulare a creierului. În loc să construiască un model monolitic, cercetătorii de la Jülich combină și conectează modele detaliate ale unor regiuni specifice ale creierului, creând o arhitectură complexă și coezivă, capabilă să reproducă în detaliu activitatea neuronală.
Recent, echipa condusă de profesorul Markus Diesmann a reușit să ruleze pe acest supercomputer o rețea neurală care se apropie de dimensiunea cortexului cerebral uman, în care zeci de miliarde de neuroni se activează și interacționează între ei. Rezultatele indică faptul că rețelele neurale de această scară bige manifestă comportamente emergente, specifice inteligenței și funcționalității creierului adevărat. “Această diferență este esențială”, afirmă Diesmann, adăugând că simulările de mici dimensiuni pot oferi doar indicii, în timp ce modelele masive pot reproduce dinamica complexă a unui creier real.
Dacă această abordare va dovedi succes, ar putea fi un punct de cotitură pentru neuroștiință, oferind o înțelegere profundă a mecanismelor cognitive, a bolilor neurologice și a proceselor mentale subtile. În plus, pe măsură ce tehnologia de calcul continuă să evolueze, șansele ca o astfel de simulare să devină o realitate practică se apropie, transformând radical modul în care oamenii de știință vor aborda studiul creierului uman.
Dezvoltarea unei simulări complete și funcționale a creierului uman, realizată pe un supercomputer, nu mai este doar o ambiție, ci o posibilitate aproape tangibilă. Într-un peisaj științific în continuă schimbare, această cercetare deschide perspective fascinante, de la înțelegerea profundă a proceselor mentale până la dezvoltarea tratamentelor personalizate pentru boli neurodegenerative. În următorii ani, rezultatele acestor tentative vor putea rescrie fundamental modul în care percepem și tratăm complexitatea celui mai misterios organ al corpului uman.
