Результатом одного из самых многообещающих проектов в области вычислительной нейронауки стала максимально подробная на данный момент реконструкция участка мозга размером около 0,29 мм3. Посмотреть на нее можно на интернет-портале проекта Blue Brain. Модель впервые связала воедино огромное количество данных о работе коры.
Несмотря на успех Blue Brain Project, теоретики нейронауки критикуют его за то, что ничего принципиально нового о работе мозга узнать не удалось. Например, асинхронное состояние сети было предсказано задолго до начала работы над проектом. Кроме того, модель не подходит для проверки многих важных гипотез о механизмах работы коры из-за своей сложности. Интерпретация результатов такого моделирования крайне трудна даже для специалистов.
Относительное время, необходимое для реконструкции связей в мозге.
Сравнение различных характеристик мозга и времени, необходимого для реконструкции связей,у разных видов животных, включая человека.
При современном уровне развития технологий реконструкция большинства связей между нейронами даже в небольшом мозге мыши может занять несколько миллионов лет. Так что широкое применение этого метода для человека пока невозможно.
Человеческий мозг — одна из самых сложных систем, которые нам известны. В мозге взрослого человека содержится около 1011 нейронов, которые связаны еще бόльшим количеством связей — примерно 1011–1013. Многие эксперименты на мозге живого человека ученые не могут проводить по этическим причинам, поэтому они изучают мозг других млекопитающих как наиболее похожий на человеческий. Несмотря на то что человек относится к приматам, а мышь — к грызунам, многие свойства коры мозга у них очень схожи.
В рамках проекта Blue Brain ученые реконструировали небольшой участок соматосенсорной коры размером 0,29 мм3, который называется колонкой. Нейроны этой области управляют телодвижениями, а также анализируют тактильную информацию. В пределах колонки коры нейроны в большей степени связаны друг с другом, нежели с нейронами соседних колонок, что позволяет увидеть такую структуру анатомически. Строение колонки повторяется в зрительной, слуховой и других областях коры. Именно поэтому изучение этого небольшого участка позволяет многое сказать о работе всего мозга.
Чтобы смоделировать колонку, ученые записали активность 14 тысяч нейронов в срезах мозга и воссоздали около 8 миллионов связей между ними. На это ушло около 10 лет. И оказалось, что даже на участке коры размером всего 0,29 мм3 содержится порядка 8 000 000 межнейронных связей, состоящих из 37 000 000 синапсов (каждая связь представлена несколькими синапсами).
