Милијарда евра за компјутерску симулацију мозга

На швајцарском универзитету покренут је најамбициознији пројекат на свету у области неуронауке који треба да допринесе бољем разумевању људског мозга. Са буџетом од 1,2 милијарде евра колико је дала Европска унија, научници ће на суперкомпјутерима покушати да имитирају мозак, прво миша, па човека, па ће онда симулирати деловање лекова у неуролошким болестима које годишње само Европу коштају неколико милијарди евра.

Швајцарски Федерални технолошки институту у Лозани у овом пројекту сарађује са 135 партнерских институција из света. Циљ је да за следећих 30 месеци направе платформу која би се од 2016. користила за симулације. Шеф пројекта Хенри Маркрам описује пројекат као „Хигсов бозон мозга“.

„То је као телескоп који ће се загледати у универзум мозга од микро до макро нивоа“, каже Маркрам за „Гардијан“.

Када је овај научник први пут представио идеју на једног конференцији у Оксфорду, пре четири године, мало ко га је схватао озбиљно. Говорили су да је мозак сувише сложен и да не постоји довољно брз компјутер. Међутим, од ЕУ је добио 1,2 милијарде евра да претвори свој сан у реалност, а од швајцарске владе најсавременији компјутер ИБМ-а, чиме је стекао предност над сличним пројектима у Јапану и САД. Барак Обама се нада да ће убедити Конгрес да за сличну иницијативу обезбеди три милијарде долара. Подударност Обамине иницијативе и донације ЕУ, највеће у историји, изазвала је поређење ове „трке мозгова“ са свемирском трком. Маркром каже да је боља паралела са пројектом људског генома. Као што су пре десет година научници из целог света сарађивали да мапирају основне парове који чине 23 хромозома, тако ће сада мапирање људског мозга у свој његовој сложености захтевати међународне напоре.

Међутим, мозак се не може једноставно мапирати као геном, је се састоји од 86 милијарди неурона. Осим тога, да би се разумела свака синапса и како оне делују са неуронима, научници би морали да прате свих 100 трилиона веза, што је немогуће урадити експериментално. Уместо да праве део по део мапе ових структура, научници ће покушати да открију основне принципе који управљају њиховом морфологијом и архитектуром. Рецимо, да компјутером направе на хиљаде статистичких симулација и предвиде како би се ови неурони вероватно комбиновали, а онда да упореде добијене моделе са реалним подацима из биологије.

Маркрам верује да компјутери могу да реше велика питања неуронауке.

„Пошто не можемо да експериментално мапирамо мозак, морамо да га предвидимо – број неурона, врсте, где су смештени протеини, како међусобно делују. Морамо да развијемо једну потпуно нову науку у којој ћемо предвидети већину ствари које не можемо да измеримо“, каже Маркрам.

Овај научник се још као тинејџер, док је растао и школовао се у Јужној Африци, заинтересовао да сазна зашто мале промене у биохемији мозга воде до болести као што су шизофренија и депресија. Много година касније, док је био на постдокторским студијама у Немачкој, сазнао је да му син болује од једног облика аутизма.

Кључни циљ пројекта је да се боље разумеју болести мозга, да се направи јединствена мапа неуролошких поремећаја и утврди каква је међусобна веза између њих. У оквиру пројекта праве се огромне базе података о истраживањима у неуронауци којих се годишње објави на хиљаде. Ове информације биће удружене са оним добијеним симулацијом да би се, поново компјутерски, пронашле групе пацијената са сличним променама у мозгу. Када се открије које су то промене, научници ће моћи да кажу који су биолошки услови менталних поремећаја и да тестирају хипотезу на симулираном мозгу. На пример, оболели од шизофреније и депресије можда имају исти мутирани ген. Или, обрнуто, два шизофреничара можда имају различите мутације. У сваком случају циљ је да се уместо садашње класификације на основу субјективне процене симптома направи друга која се више ослања на биолошки печат обољења.

„Ставићемо све ове болести на сто и математички установити како су повезане. У коначној фази, нови систем класификације заснован на биологији користиће се за развој дијагностичких алата и предложиће стратегије за развој лекова и терапије“, објашњава Маркрам.