Ученые на пути создания компьютерного стимулятора, имитирующего работу мозга

В исследовании, опубликованном в журнале Nature, британские учёные из Университетского колледжа Лондона (University College London) описали технологию, которая позволяет им совмещать информацию о функциях нейронов и их соединений.

Это исследование является частью активно формирующейся области нейробиологии, известной как «коннектомика» (connectomics). Она имеет общие черты с геномикой, описывающей человеческие генотипы. Задача коннектомики – описывать соединения в мозгу, которые называются синапсы.

Распутывая и картографируя эти соединения, учёные дешифрируют то, каким образом циркулирует информация в мозге. Исследователи надеются, что эти знания помогут им прийти к пониманию механизма генерирования мыслей и восприятия, а также почему эти механизмы нарушаются из-за таких заболеваний как болезнь Альцгеймера, шизофрения и сердечный приступ.

«Мы начинаем разгадывать тайны мозга. Как только мы поймём функции и соединения нейронов, охватывающих разные его слои, мы сможем приступить к разработке компьютерного стимулятора, имитирующего работу мозга», – говорит руководитель исследования Том Мрсик-Флогель (Tom Mrsic-Flogel).

Но это ещё очень далёкая перспектива. Пройдёт много лет, прежде чем такой стимулятор станет реальностью.

В своём исследовании Мрсик-Флогель объясняет, почему картографирование мозга – очень непростая задача. Предположительно, в мозге человека находится сто миллиардов нейронов, каждый из которых соединяется с тысячами других нервных клеток, создавая при этом около 150 триллионов синапсов.

Том Мрсик-Флогель сосредоточился на зрительной коре головного мозга мыши. При помощи построения высокоразрешающего изображения исследователи смогли определить, какие из тысяч нейронов грызуна отвечают на раздражители.

Для этого они брали один и тот же образец мозговой ткани и применяли к ней небольшие разряды тока, чтобы увидеть, какие нейроны ответят на это раздражение и какие из них синаптически соединены.

Повторяя этот приём по много раз, учёные смогли проследить функционирование и связи сотен нейронов в зрительной коре.