Цифровой журнал «Компьютерра» № 160

Бонусом мозгового штурма станут примеры применения 3D-печати для создания реально полезных вещей. Ведь фурор произвёл не только 30-зарядный магазин Коди Уилсона. Западная пресса, например, увлечённо обсуждает сейчас Robohand — свободно распространяемый протез человеческой руки, сконструированный американцем и южноафриканцем из чистого энтузиазма. Robohand стоит на порядки дешевле промышленных прототипов, в том числе и потому, что смоделирован он с помощью свободного софта, а изготавливается почти полностью на 3D-принтере.

Замечательная работа и — ещё один пример в копилку практически полезных применений трёхмерной печати. Ведь мы по большому счёту всё ещё не знаем, на что она годна.

К оглавлению

Проект Human Brain: попытка смоделировать работу мозга на суперкомпьютере стоимостью в миллиард евро Андрей Васильков

Опубликовано 11 февраля 2013

Европейская комиссия выбрала проект моделирования работы головного мозга человека на суперкомпьютере как один из наиболее приоритетных для науки. Руководитель проекта – невролог Генри Маркрам (Henry Markram) из Швейцарского федерального технологического института в Лозанне получит на его реализацию 0,5 млрд. евро. Такой же объём финансовых средств на протяжении десяти лет внесёт в его развитие сам институт и частные компании. Чего ожидать от столь масштабной инициативы. и какова её техническая сторона? Своё профессиональное мнение высказал нейрофизиолог, кандидат медицинских наук Алексей Николаевич Долецкий.

_{Алексей Николаевич Долецкий (нейрофизиолог, к.м.н.)}

- На сайте проекта Human Brain указывается, что это попытка объединить и учесть в одной сверхсложной модели все известные данные о работе мозга. Насколько это возможно сделать сегодня?

- Моделирование работы мозга никогда не включало в себя именно последние данные исследовательских работ. Использовались только многократно проверенные и не вызывающие сомнений сведения. Проходит немалое время, пока результаты новых экспериментов получат подтверждение и признание в научном мире. Затем это описывают математики и воплощают в алгоритмах программисты, другие адаптируют и запускают программный код на конкретном железе. Это очень долгий процесс, поэтому отставание компьютерных моделей мозга от современных представлений о нём всегда составляло несколько лет.

- В чём сейчас заключаются основные проблемы моделирования работы мозга?

- При попытке формализовать и описать на программном уровне известные особенности функционирования мозга затруднения возникают буквально на каждом шагу. Со времен Ходжкина и Хаксли многое изменилось. Даже такая простейшая (казалось бы) вещь, как ионный транспорт через клеточную мембрану, продолжает удивлять. Если раньше просто говорили «калиевый канал», то сейчас выделяют множество подтипов нейрональных калиевых каналов и указывают даже на возможность конверсии разных ионных каналов друг в друга. В чём физиологическая роль такого многообразия и как происходит преобразование – толком неизвестно. По каким алгоритмам это моделировать, тем более.

- Иными словами, даже обладая солидной вычислительной мощностью, всё равно придётся сильно огрублять описание физиологических процессов, исходить из множества предположений?

- Безусловно. К тому же сами принципы работы мозга ближе к таковым в аналоговых устройствах, а его пытаются описать в рамках чёткой логики цифровых систем, искусственно привнося поливариантность. Если коснуться частностей, то помимо хорошо известного свойства гистерезиса (зависимости отклика нервной системы от реакции на предыдущие раздражители) можно ещё вспомнить работы Натальи Петровны Бехтеревой. Она показала, что нейромедиаторы могут влиять также и на близко расположенные синапсы. В технике ближайшей аналогией являются паразитные наводки или токи утечки, с которыми всячески борются, а мозг с этим работает – это его нормальное состояние.

В ролике ниже представлена компьютерная анимации работы нервной системы и синаптической передачи.