Cercetătorii europeni sunt mai aproape ca niciodată de a realiza un obiectiv considerat până acum a fi pur science-fiction: simularea completă a creierului uman pe un supercomputer, o realizare ce ar putea revoluționa neuroștiința și tehnologia în următorii ani. Progresele recente în puterea de calcul și în modelarea neuronală sugerează că, deși sunt încă unele provocări de depășit, aceste bariere pot fi revendicate în viitorul apropiat.
### O revoluție în neuroștiința computațională
Eforturile de a redeveni digital funcționarea creierului uman au fost întreprinse de cercetători din întreaga lume, dar cele mai recente rezultate din Germania aduc o perspectivă clară asupra viitorului acestui domeniu. În ultimii ani, echipe de cercetare au demonstrat că pot cartografia și simula structuri neuronale complexe, chiar dacă la scară mică, ceea ce le dă încredere că, în curând, vor putea reproduce digital procesul întregii activități cerebrale.
Urmărind aceste realizări, specialiștii consideră că tehnologia a atins un prag important: capacitatea de a crea modele digitale care să reflecte cu fidelitate funcționarea creierului uman, cu miliardele de neuroni și conexiunile lor dinamice. Însă, această abordare necesită nu doar resurse de calcul impresionante, ci și modele matematice avansate, sofisticate, care să poată surprinde complexitatea biologică a sistemului nervos.
### De la creierul unei muște la modelarea creierului uman
Un moment definitoriu în această evoluție a avut loc în 2024, când cercetătorii au reușit să finalizeze prima hartă completă a circuitelor neuronale din creierul unei muște de fructe. Deși minuscul și conținând zeci de milioane de sinapse, acest creier a fost o demonstrație clară că descrierea detaliată a modului în care semnalele neuronale circulează în creierul biologic este posibilă în teorie.
Diferența de scară dintre creierul insectei și cel uman este colosal. Creierul uman, cu aproximativ 86 de miliarde de neuroni și peste 100 de trilioane de conexiuni sinaptice, depășește cu mult complexitatea sistemului insectei. Acest lucru înseamnă că, pentru a simula întregul sistem, nu sunt suficiente resursele și modele din trecut, ci este nevoie de tehnologii mai avansate și de abordări diferite.
Proiecte precum Human Brain Project, lansat în urmă cu peste un deceniu, au demonstrat dificultățile în atingerea unui astfel de obiectiv. Chiar dacă au primit finanțări substanțiale, rezultatele nu au fost pe măsura așteptărilor, iar simularea completă și funcțională a creierului uman a rămas încă un țel departe.
### Supercomputerul JUPITER: o nouă speranță în simulare neuronală
Pentru cercetătorii din Germania, însă, un nou capitol începe cu ajutorul supercomputerului JUPITER, unul dintre cele mai puternice sisteme de calcul din lume, clasat pe locul patru în topul mondial TOP500. Cu mii de unități de procesare grafică, optimizate pentru calcule paralele masive, această tehnologie permite simularea activității neuronale la o scară nemaiîntâlnită.
Echipa condusă de profesorul Markus Diesmann a dezvoltat o metodă nouă, în care modele detaliate ale unei regiuni ale creierului sunt conectate într-un aranjament coerent, apoi simulate pe supercomputer. Recent, acești cercetători au reușit să ruleze o rețea neuronală cu impulsuri ce se apropie de dimensiunea cortexului cerebral uman, simulând zeci de miliarde de neuroni și un număr comparabil de conexiuni cu cele reale.
Rezultatele indică faptul că rețelele neuronale extrem de mari manifestă comportamente emergente, care nu pot fi observate în simulări de dimensiuni mai mici, și asta pentru că doar astfel de modele pot reproduce dinamica complexă a creierului uman. Pentru Diesmann, această diferență de scară este crucială: “Simulările de mică scară oferă indicii valoroase, dar doar rețelele masive pot reproduce cu adevărat dinamica reală a creierului.”
Perspectiva acestui proiect este de a înțelege mai profund funcționarea cognitivă, de a cerceta mecanismele apariției bolilor neurologice și de a descifra procesele mentale complexe. În cazul în care aceste simulări, susțin cercetătorii, vor ajunge la rezultate concrete, vom putea vorbi despre o adevărată revoluție în neuroștiință, redefinind atât modul în care înțelegem creierul, cât și posibilitatea de a interveni unde sunt disfuncții.
Chiar dacă drumul până la perfectă simulare digitală a creierului uman rămâne încă lung, aceste noi tehnologii și abordări dau speranța că, într-un timp relativ scurt, vom putea desluși mai bine misterele celui mai complex organ al corpului uman, deschizând în același timp calea pentru inovații în medicină, inteligență artificială și înțelepciune umană.
