Cercetătorii europeni se apropie de un prag revoluționar în neuroștiință, făcând pași mari spre simularea completă a creierului uman folosind un supercomputer. Dacă până recent astfel de proiecte păreau mai degrabă visuri din domeniul science-fiction, progresele recente în puterea de calcul și în modele neuronale aduc tot mai aproape realizarea unui obiectiv considerat, până acum, nemaivăzut în realitate. O astfel de reușită ar putea schimba radical abordările în medicină, psihologie și inteligență artificială, oferind o perspectivă fără precedent asupra funcționării minții umane și a bolilor neurologice.
De la insecte la complexitatea creierului uman
O realizare-cheie în această direcție a fost încheierea, în 2024, a primei hărți complete a circuitelor neuronale din creierul unei muște de fructe. Deși este vorba despre un organism minuscul, creierul acesteia conține zeci de milioane de conexiuni sinaptice, o rețea incredibil de densă și complexă. Acest succes a demonstrat că este posibil să se descrie în detaliu modul în care semnalele se transmit printr-un sistem biologic, chiar dacă acesta este, la prima vedere, minuscul.
Totuși, impactul acestui avans asupra visului de a simula întregul creier uman nu poate fi subestimat. Creierul uman, cu cei aproape 86 de miliarde de neuroni și peste un triliard de conexiuni sinaptice, reprezintă o complexitate de neegalat în lumea vie. Tentativele anterioare, precum proiectul Human Brain, lansat în urmă cu peste un deceniu, au provenit cu rezultate mai degrabă promițând pe hârtie decât concrete în practică. Finanțări masive și tehnologii de vârf nu au reușit, până acum, să atingă promisiunea unei simulări complete și funcționale a creierului uman, dar eforturile continuă.
Supercomputerul JUPITER și abordarea revoluționară a modelării neuronale
Noutatea vine din tehnologia disponibilă în prezent și din modul în care cercetătorii doresc să o folosească. Echipa de la Centrul de Cercetare Jülich din Germania, condusă de profesorul Markus Diesmann, mizează pe supercomputerul JUPITER, unul dintre cele mai puternice sisteme de calcul de pe planetă, clasat pe locul patru în topul mondial TOP500. Acest supercalulator, echipat cu mii de unități de procesare grafică, permite executarea unor calcule paralele de o amploare nemaivăzută anterior, esențiale pentru simulările neuronale.
Spre deosebire de abordările tradiționale, care încearcă să modeleze tot creierul într-o singură construcție masivă, cercetătorii adoptă o strategie diferită. Ei combină modele detaliate ale unor regiuni specifice ale creierului și le conectează într-o arhitectură coerentă. Se urmărește astfel o simulare la scară largă a activității neuronale, evitând complexitatea unei structuri monolitice, dar păstrând acuratețea.
Recent, această metodă a dat rezultate remarcabile, când echipa a reușit să ruleze pe JUPITER o rețea neuronală cu impulsuri care se apropie de dimensiunea cortexului cerebral uman. S-au simulată zeci de miliarde de neuroni și un număr de conexiuni sinaptice comparabil cu cele reale. Rezultatele indică faptul că rețelele foarte mari manifestă comportamente emergente dificil de observat în simulările mai mici, ceea ce confirmă potențialul unei înțelegeri mult mai avansate a funcțiilor creierului.
Perspectivele viitorului în neuroștiință computațională
Pentru cercetători, aceste rezultate reprezintă o etapă esențială și potențialul de a descoperi mecanisme ale minții, bolilor neurologice și proceselor cognitive devine tot mai clar. Dacă tehnologia și metodele folosite vor continua să avanseze, posibilitatea de a realiza simulate complete și funcționale ale creierului uman nu va mai fi doar un scenariu de science-fiction, ci un obiectiv tangibil.
Pentru moment, echipa de la Jülich se concentrează pe perfecționarea acestei abordări, cu speranța de a deschide calea spre o nouă eră în neuroștiință, în care viitorii cercetători vor putea înțelege, și chiar manipula, mecanismele cele mai intime ale minții umane. În această etapă, tehnologia modernă și colaborarea internațională par a fi ingredientele cheie pentru a depăși ultimele bariere în explorarea creierului, în continuă complexitate și mister.
