Мозг: биография. Извилистый путь к пониманию того, как работает наш разум, где хранится память и формируются мысли

С тех пор руководящий орган из трех человек, в который входил создатель проекта Генри Маркрам, был распущен и решились различные организационные вопросы. Однако многие нейробиологи все еще подозревают, что независимо от результатов с точки зрения компьютерных наук огромные суммы, потраченные на данный проект, не дадут никакого значительного понимания того, как работает мозг.

В 2015 году были опубликованы первые результаты крупного проекта «Голубой мозг» (Blue Brain) – еще одного подхода к моделированию, также возглавляемого Маркрамом, – в виде трех длинных статей [65]. Они были основаны на данных, полученных от изучения крошечного цилиндра мозговой ткани длиной 2 мм и диаметром 0,5 мм, взятых из части моторной коры крысы, которая контролирует движение задних конечностей, – мельчайшей доли мозга животного. Исследователи определили трехмерную структуру около 1000 нейронов, которая была использована для заполнения модели участка мозга примерно 31 000 виртуальными нейронами, разделенными на 207 типов и соединенными примерно 37 миллионами гипотетических синапсов (это намного меньше того количества, которое на самом деле представлено в участке крысиного мозга такого размера). Активность виртуальных нейронов, включенных в модель, была взята из реальных данных более чем 3000 клеток. По признанию авторов, в модели отсутствовали «многие важные детали структуры и функции микроцепочек, такие как щелевидные соединения, рецепторы, глия, сосудистая сеть, нейромодуляция, пластичность и гомеостаз» [66]. Этот длинный список недостающих элементов в сочетании с искуственно воссозданной крошечной долей крысиного мозга прямо говорит о тех причинах, почему многие нейробиологи рассматривают данный подход как пустую трату денег и раздражаются на громогласные сообщения прессы о подобных проектах.

Несмотря на сознательное отсутствие столь многих ключевых функций, система вела себя примерно так, как реальный набор нейронов: проявляла синхронную активность и, по-видимому, была способна переключаться между различными состояниями. Команда не смоделировала абсолютно каждый нейрон и каждый синапс в этом крошечном пространстве, не добавила ни одну из отсутствующих клеток или функций, и все же модель не потерпела неудачи, а вела себя в основном так же, как клетки в реальном участке мозга. В этих исследованиях не было ничего поражающего воображение, но можно утверждать, что сам факт их существования, а также то, что модели и данные теперь широкодоступны, представляет собой шаг вперед.

Маркрам продолжает убедительно доказывать не только обоснованность проекта, но и то, что называет симуляционной нейробиологией, занимающей решающее место в истории нашего понимания мозга [67]. Однако в 2019 году научный журналист Эд Йонг провел обзор десятилетней работы, вдохновленной Маркрамом, и пришел к довольно вялому выводу: «Возможно, это говорит о том, что люди, с которыми я связался, изо всех сил пытались назвать крупный вклад, который проект “Мозг человека” внес за последнее десятилетие» [68].

Проект «Мозг человека» имеет решительно «восходящий» подход[276]. У него нет общей теории того, как работает мозг. Идея состоит в том, что, моделируя часть мозга, можно исследовать его функции, перенося отдельные компоненты, изменяя их поведение и т. д. и наблюдая, как это влияет на функционирование системы в целом. Теория того, как работает мозг, если ее вообще возможно создать, появится позже. Противоположный подход, нисходящий, от общего к частному, был принят группой под руководством Криса Элиасмита из Университета Уотерлу в Канаде. В 2012 году они представили SPAUN[277], модель, состоявшую из 2,5 миллиона нейронов, которая соединялась с роботизированной рукой. Она не была общей симуляцией, но вместо этого разрабатывалась для выполнения очень конкретной задачи: SPAUN была представлена серия изображений, и ее попросили нарисовать одно из них. Таким образом, этот эксперимент сочетал в себе распознавание символов, память и сложную задачу управления рукой для копирования нужного символа. Результаты были поразительными с очень точным распознаванием, в том числе почерка, и копированием на уровне ребенка [69].

Однако не все были впечатлены. Маркрам сразу обругал SPAUN: «Это не модель мозга», – сказал он [70]. Возможно, нет, но, вероятно, нам не нужно моделировать каждый нейрон, чтобы понять, что происходит в мозге. Так считают многие из тех, кто не участвует в крупных проектах по моделированию, например нейробиолог Александр Борст: «Я все еще не вижу необходимости симулировать работу миллионов нейронов одновременно, чтобы понять, что делает мозг. Уверен, что мы можем свести это к горстке нейронов и прийти к некоторым идеям».

* * *