Cercetarea revoluționară în neuroștiință aduce o posibilitate care părea de curând doar un scenariu de science-fiction: simularea completă a creierului uman pe un supercomputer. O echipă de cercetători din Germania, de la Centrul de Cercetare Jülich, susține că, datorită progreselor în tehnologia de calcul și în modelarea rețelelor neuronale, acest obiectiv ar putea deveni realitate în următorii câțiva ani. Realizările recente în domeniu indică o evoluție rapidă și o posibilitate palpabilă de a înțelege mai bine complexitatea minții umane, odată ce această bucată de puzzle va fi complet pusă la punct.

De la insecte la oameni: o poveste de succes în cartografierea neuronilor

Un moment definitoriu în această cursă a fost în 2024, când echipa de cercetători a reușit să finalizeze prima hartă completă a circuitelor neuronale din creierul unei muște de fructe. Deși minusculă, această structură conține zeci de milioane de sinapse, formând o rețea extrem de complexă, comparabilă din punctul de vedere al organizării cu sisteme mult mai mari, precum cel uman. Rezultatul a fost o demonstrație clară că studiul detaliat al funcționării unui sistem neuronal biologic nu mai aparține strict domeniului science-fiction. În ciuda acestei realizări, diferența de scară între creierul insectei și cel uman este imensă. Creierul uman are aproximativ 86 de miliarde de neuroni și peste 100 de trilioane de conexiuni sinaptice, ceea ce înseamnă o complexitate enormă și necesită o putere de calcul neegalată, precum și modele matematice extrem de sofisticate.

Noile tehnologii și abordările inovatoare: o strategie promițătoare pentru simulări

În ciuda dificultăților, cercetătorii din jurul lumii au avut parte de pași mici, dar siguri, în această direcție. Chiar și proiecte precum Human Brain Project, lansat peste un deceniu în urmă, au avut rezultate limitate, reușind satisfacerea doar a unor aspecte ale funcției cerebrale. O privire optimistă se face acum către tehnologia supercomputing-ului de ultimă generație. Echipa de la Jülich mizează pe supercomputerul JUPITER, unul dintre cele mai potente sisteme de calcul din lume, care permite executarea unor simulări neuronale la o scară fără precedent. Cu mii de unități de procesare grafică, optimizate pentru calcule paralele, JUPITER facilitează modelarea rețelelor neuronale de dimensiuni comparabile cu cele ale cortexului uman. Nu se construiește, totuși, un model monolitic al întregului creier, ci se combină și conectează regiuni specifice, pentru a obține o imagine completă și funcțională a activităților cerebrale.

Recent, echipa a dovedit clar că această metodă funcționează, simulând o rețea neuronală cu impulsuri ce se apropie de dimensiunea cortexului uman, ajungând la zeci de miliarde de neuroni și un număr comparabil de conexiuni. Rezultatele sunt încurajatoare, sugerând că sistemele de dimensiuni mari captează comportamente emergente care nu se pot observa în simulările mai mici. Potrivit profesorului Markus Diesmann, această diferență este esențială pentru succesul demersului, deoarece modelele mai mici pot oferi indicii, dar doar rețelele enorme pot reda dinamica reală a creierului.

Privind spre viitor, cercetătorii consideră că aceste simulări masive pot propulsa înțelegerea cognitivă și pot deschide noi perspective în domenii precum tratamentul bolilor neurologice și studiul proceselor mentale complexe. Dacă această încercare de simulare completă a creierului uman va avea succes, nu va fi doar o realizare tehnologică, ci și o adevărată revoluție în știința neurocerebrală, deschizând uși către misterele funcționării minții umane într-un mod nedeslușit până acum. Pe măsură ce tehnologia avansează și modele din ce în ce mai sofisticate sunt puse în practică, speranța unei înțelegeri complete a creierului devine tot mai realistă, iar evoluția cercetărilor în acest domeniu promite să redefinească chiar și limitele cunoașterii științifice.