Cercetătorii europeni fac pași decisivi către un obiectiv ce părea, până de curând, science-fiction: simularea creierului uman în întregime, utilizând supercomputere de performanță ridicată. Progresele recente în domeniul modelării neuronale și creșterea puterii de calcul aduc această aspirație mai aproape de realitate, iar experții de la Centrul de Cercetare Jülich din Germania sunt convinși că, în următorii ani, vom putea digital reproduce funcționarea minții umane.
### De la creierul mic al insectelor la complexitatea umană
Realizarea unui astfel de obiectiv a devenit posibil după ce, în 2024, cercetătorii au reușit să completeze primul hărți al circuitelor neuronale din creierul unei muște de fructe. Aceasta reprezintă o descoperire crucială, demonstrând că este fezabilă o descriere detaliată a modului în care circulă semnalele microstructurilor nervoase, chiar dacă sunt atât de mici și atât de complexe.
Chiar dacă creierul unei muște conține „doar” zeci de milioane de sinapse și o rețea densă de conexiuni, aceste structurii sunt, din punct de vedere al complexității, comparabile cu cele ale unui sistem mult mai avansat. Totuși, diferențele de scară între insecte și oameni sunt uriașe. Creierul uman are în jur de 86 de miliarde de neuroni și peste 100 de trilioane de conexiuni sinaptice, un adevărat labirint biological de proporții nemaivăzute până acum în studiile științifice.
Această diferență arată clar de ce simularea unui creier uman ar necesita nu doar hardware extrem de puternic, ci și modele matematice sofisticate, capabile să redea complexitatea conexiunilor neuronale. Tentativele anterioare, precum Human Brain Project, lansat în urmă cu peste un deceniu, au demonstrat dificultatea imensă de a atinge un asemenea obiectiv. În ciuda investițiilor considerabile, acestea au rămas departe de a oferi o replicare completă și funcțională a creierului, rămânând mai mult decât un experiment teoretic.
### Supercomputerul JUPITER și strategia inovatoare a simulării neuronale
Inovația majoră de acum înainte vizează utilizarea supercomputerului JUPITER, unul dintre cele mai puternice sisteme de calcul din lume, aflat în topul internațional TOP500. Cu mii de unități de procesare grafică, optimizate pentru calcule paralele masive, echipa condusă de profesorul Markus Diesmann plănuiește să dezvolte o arhitectură de simulare diferită față de modelele tradiționale. În loc să construiască un model monolitic al creierului, cercetătorii combină modele detaliate ale unor regiuni mai mici, pe care le conectează într-un ansamblu coerent.
Rezultatele recente sunt promițătoare: în cadrul acestui proiect pilot, au reușit să ruleze, pe supercomputerul JUPITER, o rețea neuronală cu impulsuri electrice comparabile cu cele din cortexul cerebral uman. Aceasta a inclus zeci de miliarde de neuroni, cu un număr enorm de conexiuni sinaptice, având comportamente emergente, dificil de obținut în simulările mai mici. Potrivit cercetătorilor, „astfel de rețele foarte mari manifestă comportamente emergente care nu pot fi observate în simulările de dimensiuni reduse”, explică Markus Diesmann.
Această diferență de scară este crucială, nu doar pentru realismul simulărilor, ci și pentru eventualele aplicații practice. Rețele mari pot oferi o perspectivă mai clară asupra dinamicii mentale, a bolilor neurologice și a modului în care se formează procesele cognitive complexe. Dacă cercetarea va progresa conform planurilor, s-ar putea ajunge la un punct în care simularea completă a creierului uman pe un supercomputer să nu mai fie doar un deziderat, ci o realitate tangibilă.
Perspectiva este, astfel, una extrem de palpitantă – nu doar pentru domeniul neuroștiinței, ci și pentru celelalte științe, având potențialul de a revoluționa înțelegerea noastră asupra funcționării minții umane. În condițiile în care tehnologia continuă să avanseze rapid, realizarea unei simulări integrale a creierului devine tot mai plauzibilă, deschizând calea pentru cercetări fie mai precise, fie mai aplicabile în tratarea bolilor neurodegenerative sau în dezvoltarea unor inteligențe artificiale cu adevărat asemănătoare omului. Începutul unui nou capitol în neuroștiință pare să fie acum la doar câțiva ani distanță.
