Gasi se europski projekt stvaranja ljudskog mozga u računalu

Jedan od najvećih istraživačkih pothvata Europske unije bliži se kraju nakon deset godina rada oko 500 znanstvenika. Je li 600 milijuna eura potrošeno uzalud ili bi projekt trebalo nastaviti?

Mladen Smrekar četvrtak, 24. kolovoza 2023. u 06:55
Mjerenje moždanih vlakana: Europljani nisu u deset godina uspjeli preseliti mozak u računalo, ali to ne znači da su radni sati i novac bačeni u bunar 📷 Mareen Fischinger / Juelich Research Center
Mjerenje moždanih vlakana: Europljani nisu u deset godina uspjeli preseliti mozak u računalo, ali to ne znači da su radni sati i novac bačeni u bunar Mareen Fischinger / Juelich Research Center

Kad je pokrenut prije deset godina, Projekt ljudskog mozga (The Human Brain Project, HPB) bio je i ostao jedan od dva najveća i najskuplja pothvata iza kojih je stajao novac europskih poreznih obveznika. Milijardu eura vrijedan projekt u samoj je startu počeo ostajati bez planiranih prihoda, no to nije spriječilo oko 500 znanstvenika da modeliranjem u računalu pokušaju razumjeti kako radi ljudski mozak.

Mozak na čipu zasad je ostao samo ideja 📷 Heidelberg University
Mozak na čipu zasad je ostao samo ideja Heidelberg University

U tih je deset godina objavljeno tisuće radova i učinjeni su značajni iskoraci u neuroznanosti, od izrade detaljnih 3D mapa najmanje 200 regija mozga, preko razvoja moždanih implantata za liječenje sljepoće, do korištenje superračunala za modeliranje funkcija kao što su pamćenje i svijest te unapređenje tretmana za različita stanja mozga.

Ostali naprijed, Europa stoj!

Nažalost, HBP je od početka bio izvrgnut kritikama s raznih strana. Projekt doista nije uspio simulirati cijeli ljudski mozak, što su mnogi znanstvenici ionako od početka smatrali nategnutim ciljem. Nekoliko je puta promijenjen smjer istraživanja, mijenjani su rukovodeći kadrovi, da bi  znanstveni rezultat na kraju postao "fragmentiran poput mozaika". 

Mapa orijentacije vlakana u ljudskom mozgu 📷 Marcus Axer
Mapa orijentacije vlakana u ljudskom mozgu Marcus Axer

I dok Europa zatvara pipu, veliki moždani projekti zahuktali su se u drugim dijelovima svijeta. Amerikanci i Japanci pokrenuli su svoje moždane projekte otprilike u isto vrijeme kad i HBP, kineski je započeo prije dvije godine, dok su australski i južnokorejski ušli su u sedmu godinu.

Virtualna platforma

Europljani nisu u deset godina uspjeli preseliti mozak u računalo, ali to ne znači da su radni sati i novac bačeni u bunar. U sklopu HPB-a nastala je virtualna platforma EBRAINS, skup alata i slikovnih podataka koje znanstvenici diljem svijeta mogu koristiti za simulacije i digitalne eksperimente. A to je veliki korak prema izradi pravog digitalnog moždanog blizanca. Atlas ljudskog mozga, dostupan putem EBRAINS-a, prikazuje višerazinsku organizaciju mozga, od njegove stanične i molekularne arhitekture do funkcionalnih modula i povezanosti. 

Na projektu je deset godina radilo oko 500 znanstvenika 📷 Mareen Fischinger / Forschungszentrum Juelich
Na projektu je deset godina radilo oko 500 znanstvenika Mareen Fischinger / Forschungszentrum Juelich

Koristeći atlas, znanstvenici HBP-a identificirali su šest prethodno nepoznatih regija mozga u prefrontalnom korteksu koje doprinose pamćenju, jeziku, pažnji i obradi glazbe. Karte su povezane s podacima o ekspresiji gena u bazi podataka koju je razvio Allenov institut za znanost o mozgu u Seattleu.

Istraživači HBP-a razvili su i jedinstvene algoritme koji mogu izgraditi model skele regija mozga u punoj veličini iz mikroskopskih slika. Uz pomoć ovog alata nastala je detaljna karta 5 milijuna neurona i 40 milijardi sinapsi CA1 regije u hipokampusu, području važnom za pamćenje. 

Neuronske mreže

Korištenjem personaliziranih modela mozga poboljšani su tretmani za epilepsiju i Parkinsonovu bolest, a pokrenuto je i kliničko ispitivanje EPINOV kako bi se ispitalo mogu li digitalni modeli izgrađeni korištenjem podataka skeniranja mozga pomoći u prepoznavanju podrijetla napadaja i poboljšati stopu uspješnosti operacije epilepsije. 

Projekt je pomogao u razumijevanju i liječenju epilepsije i bolesti mozga  📷 INS UMR
Projekt je pomogao u razumijevanju i liječenju epilepsije i bolesti mozga INS UMR

Izvorni projektni plan za HBP uključivao je razvoj računalnih sustava po uzoru na mozak, a znanstvenici su pridonijeli izradi neuronskih mreža koje mogu simulirati velike sustave nalik mozgu, bilo za testiranje ideja o tome kako mozak funkcionira ili za kontrolu drugog hardvera, poput robota ili pametnih telefona.

Sljedeća faza

Krajem rujna presahnut će izvori financiranja. Iako su neki poduhvati proizašli iz projekta već osigurali potpore za nastavak rada, budućnost je neizvjesna za mnoge istraživače koji su surađivali s HBP-om. No, optimisti vjeruju da će rad HBP-a i platforma EBRAINS postati temelj za razvoj europske neuroznanosti.

Zahvaljujući projektu EBRAINS otrivena su tri područja mozga uključena u seksualne osjećaje, motoričku koordinaciju i obradu glazbe 📷 EBRAINS
Zahvaljujući projektu EBRAINS otrivena su tri područja mozga uključena u seksualne osjećaje, motoričku koordinaciju i obradu glazbe EBRAINS

Europska komisija priprema se za završni pregled projekta, a rezultati bi trebali biti poznati početkom sljedeće godine. U međuvremenu EK i države članice planiraju sljedeću fazu europskog istraživanja zdravlja mozga koja će se usredotočiti na korištenje personaliziranih modela mozga za otkrivanja lijekova i poboljšanje liječenja moždanih poremećaja.