Modelo de un cerebro - Blue Brain Project

El proyecto Blue Brain (Cerebro Azul), es un intento real de realizar la ingeniería inversa (modelado) de un cerebro mamifero, con el objetivo de entender las funciones y disfunciones cerebrales a través de simulaciones detalladas.


En julio de 2005, EPFL e IBM anunciaron una iniciativa de investigación, un proyecto para crear un modelo funcional exacto de un cerebro biológico, utilizando la supercomputadora de IBM Blue Gene. Anlálogo al alcance del Proyecto Genoma, Blue Brain proporcionará un gran salto en el entendimiento de las funciones y disfunciones cerebrales y nos ayudará a explorar soluciones a problemas intratables en el contexto de la salud mental y las enfermedades neurológicas.

Primer etapa (Modelar el cerebro a nivel celular):
A fines del año 2006, el Projecto Blue Brain creó un modelo de las unidades funcionales básicas del cerebro, la columna neocortical. Presionando un botón, el modelo puede reconstruir en forma exacta neuronas basadas en un experimento detallado de datos, y automáticamente se conectan entre ellas como lo haría un cerebro biológico, esta tarea implica alrededor de 30 millones de sinopsis en ubicaciones 3D.
Este modelo se basó en la simulación de una columna cortical de una rata. Para lograr simular esta parte fue necesario un poder de 22800 millones de operaciones por segundo distribuido entre 8192 procesadores de la IBM Blue Gene. Lo asombroso es que la version simulada se comportó de forma idéntica a la versión biológica, pero 100 veces más lenta.
El modelado de un cerebro a nivel celular es un trabajo complejo ya existen muchísimos parámetros que se deben tener en cuenta. Se debe comenzar examinando la actividad eléctrica en cada neurona, tratando de descifrar el lenguaje que utilizan para comunicarse entre ellas. Los resultados son volcados en la supercomputadora.
Cada procesador puede simular una neurona y realizar la comunicación con otros, generando el proceso de pensamiento.

Segunda y tercer etapa:

• Construcción de la simulación a nivel molecular: Permitirá estudiar los efectos de los genes.
• Simplificación de la simulación de la columna: Permitirá la simulación paralela de un gran número de columnas interconectadas.
  

El objetivo de esto es simular un neocórtex completo, el cual, en el caso de los seres humanos, consiste en un millón de columnas.

Pese al evidente poder informático del Blue Brain Project , su capacidad de simulación del cerebro humano es aún limitada. La máquina dedica un procesador para simular cada una de las neuronas virtuales con todas sus interconexiones y replica una columna neocortical con 10 mil células nerviosas que, en el caso del ser humano, es de 60 mil. La simulación integral de las 100 mil millones de neuronas conectadas que se encuentran en el hombre es, hoy, imposible.

Si Blue Brain cumple con sus objetivos, los científicos tendrán un modelo virtual y significativo del cerebro humano.

Fuente: Blue Brain Project