A.Arjmand جمعه 21 مهر 1396 09:46 نظرات ()
دانشمندانی از نقاط مختلف جهان پس از سال‌ها تحقیق و پژوهش، موفق شدند بخش کوچکی از مغز موش را در یک کامپیوتر شبیه‌سازی کنند. تعداد ۸۲ دانشمند و محقق از موسسات سراسر جهان گزارش دادند که بالاخره پس از سال‌ها تحقیق، موفق شدند بخشی از مغز یک موش را در کامپیوتر شبیه‌سازی کنند. این گزارش مستقیما از سوی «پروژه‌ی مغز آبی» (Blue Brain Project) منتشر شده است. هدف این پروژه، این است که مغز موش و در نهایت ساختار کامل مغز انسان را در کامپیوتر شبیه‌سازی کنند.

Image result for mouse brain simulation

گرچه این تیم هنوز فاصله‌ی زیادی با آن هدف دارد، اما دستاورد اخیر آنها یافته‌هایی را درباره‌ی خواب، حافظه و اختلالات عصبی در اختیار قرار داده است. آنها توانستند یک سوم از یک میلی‌متر مکعب مغز موش را شبیه‌سازی کنند. همین حجم بسیار اندک تعداد ۳۰ هزار نورون عصبی و ۳۷ میلیون سیناپس را در برمی‌گیرد (سیناپس یک ساختار زیستی است که انتقال سیگنال‌های الکتریکی و شیمیایی میان نورون‌های عصبی از طریق آن انجام می‌گیرد). علاوه بر این، میزان دقت بیولوژیکی قسمت شبیه‌سازی شده، بسیار بیشتر از هر نمونه‌ی دیگری است که تاکنون انجام شده. این شبیه‌سازی به دانشمندان اجازه می‌دهد که فعالیت‌های مغزی شناخته شده را تولید کنند؛ و تاکنون باعث اکتشاف‌های جدیدی درباره‌ی مغز شده که کشف آنها به روش بیولوژیکی غیرممکن بود.

دانشمندان برای اینکه این شبیه‌سازی را انجام دهند، طی ۲۰ سال، هزاران آزمایش روی مغز موش‌ها انجام می‌دادند و هر نوع از سیناپس و نورون عصبی کشف شده را ثبت می‌کردند. این کمک کرد دانشمندان به مجموعه‌ای از قوانین بنیادی برسند که نحوه‌ی اتصال نورون‌های عصبی به سیناپس‌ها و تشکیل میکرومدارها را توضیح می‌داد. با استفاده از این داده‌ها، آنها الگوریتم‌هایی توسعه‌ دادند که مکان سیناپس‌ها را تعیین و مداربندی مغز موش را شبیه‌سازی می‌کرد. سپس تمام آن داده‌ها برای پردازش به یک ابرکامپیوتر داده شد. سرپرست نرم‌افزار این پروژه گفت: «فقط با چنین زیرساختی می‌توانستیم میلیاردها معادله را حل کنیم.»

یکی از مهم‌ترین کشفیات این پروژه نقش کلسیم در مغز بود. نتایج تست‌های اولیه‌ی شبیه‌سازی، فعالیت عصبی همگام و هماهنگ بود که معمولا در مغز حیوان‌هایی که خواب هستند پیدا می‌شود. نویسنده‌ی ارشد این تحقیق می‌گوید:«وقتی که ما به ‌طور دیجیتالی میزان کلسیم را کاهش دادیم تا به میزان کلسیم در مغز یک جانور هوشیار برسانیم، مدار، مثل مدارهای عصبی در جانوران هوشیار عملکرد ناهماهنگ داشت.» آنها به این نتیجه رسیدند که تغییرات شیمیایی و دیگر مکانیسم‌ها می‌تواند وضعیت مدار مغزی را تغییر دهد. این موضوع به پزشکان کمک می‌کند بیمارانی را که به فعالیت مغزی نابهنجار مبتلا هستند، درمان کنند.

این تحقیق می‌تواند داده‌هایی هم در اختیار دیگر دانشمندانی قرار دهد که در زمینه‌ی مغز تحقیق می‌کنند. البته این تیم تاکید کرد که “این بازسازی یک نسخه‌ی اولیه است… و هنوز یک نمونه‌ی کامل دیجیتالی از این بافت بیولوژیکی به حساب نمی‌آید.” به عبارت دیگر تغییرات و تکامل بیشتر این مدل می‌تواند به کشفیات بیشتری در زمینه‌ی عملکرد مغز و اختلالات عصبی و البته هوش مصنوعی منجر شود.