Виртуальный мозг может привести к реальному прогрессу в развитии болезни Альцгеймера

Изощренный виртуальный мозг может помочь ученым найти лечение для реальных мозговых нарушений, таких как болезнь Альцгеймера и болезнь Паркинсона. Хотя это звучит как сюжет для научно-фантастического фильма, на самом деле это было предметом увлекательной презентации на собрании Американской ассоциации содействия развитию науки (AAAS) в 2014 году, которое состоялось в феврале в Чикаго.

Терренс Стюарт, научный сотрудник Центра теоретической неврологии Университета Ватерлоо в Канаде, рассказал о компьютерном моделировании всего мозга как инструмента для медицинских исследований. Стюарт – менеджер проектов для Spaun (унифицированная сеть архитектуры семантического указателя) – компьютерная модель, которая имитирует модели запуска нейронов в мозге человека.

Мозг, порожденный вычислительной силой

Спаун может думать, помнить, видеть и даже рисовать механической рукой. Однако, по сравнению с мозгом внутри вашей головы, Спаун все еще примитивен. Стюарт сказал, что у него 2,5 миллиона нейронов, 60 миллиардов синапсов и 30 различных областей. Это намного меньше, чем 100 000 миллионов нейронов, 100 000 миллиардов синапсов и более 1000 различных областей человеческого мозга.

• 5 способов двигаться дальше, когда вы все еще любите свой экс
• Одержимость Америки с победителями и проигравшими
• Как упражнения могут помочь вам избавиться от наркотиков
• Анализируя американский «Gun Complex»,
• Десять способов управлять горем во время праздников

Однако по сравнению с другими компьютерными моделями человеческого мозга Спаун хорошо складывается. Несмотря на то, что было проведено более масштабное нейронное моделирование, Спанун выделяется тем, что пытается показать, насколько сложная деятельность мозга фактически ведет к сложному поведению.

Spaun может выполнять множество задач, от копирования почерка человека до поиска скрытых шаблонов в списке чисел. Но истинная ценность Спауна может лежать не в его способностях, а в ее причудах и палубах. По словам Стюарта, Спанун больше похож на реальную вещь, чем на других виртуальных мозгов, потому что он совершает ошибки и теряет свои способности, как люди.

Может ли виртуальный мозг развить слабоумие?

• Секретный штемпель: Десять самых распространенных мест Подростки скрыть наркотики
• Представление Бога
• Можете ли вы быть более мертвыми, чем мертвыми?
• Очень старый рецепт счастья
• 5 шагов к выбору пыток: психологи, нарушающие плохие

Стюарт и его коллеги уже добились прогресса в моделировании нарушений головного мозга, которые лежат в основе болезни Хантингтона и болезни Паркинсона. Например, для имитации проблем движения, вызванных Хантингтоном, исследователи повреждали части виртуального мозга, на которые повлияла бы реальная болезнь. Полученные ошибки, сделанные виртуальным мозгом, были похожи на ошибки в достижении поведения людей с Хантингтоном.

Команда Спауна также использует свою модель для изучения когнитивного спада, связанного со старением. Другие исследования показали, как и физический мозг, и поведенческие характеристики людей на когнитивных тестах могут ухудшиться в более поздней жизни. Отсутствие – это четкое объяснение того, как человек ведет к другому. Стюарт и его коллеги надеются дать некоторые ответы, моделируя процесс старения с помощью Spaun.

Далее, сказал Стюарт, болезнь Альцгеймера. Стюарт и его коллеги надеются смоделировать эффекты этого беспорядка, наделив свой виртуальный мозг частью гиппокампа мозга, необходимой для формирования воспоминаний, которые повреждены болезнью Альцгеймера. Затем они приступят к тому, чтобы дать своему мозгу виртуальную деменцию, чтобы они могли изучить ее причины и лечение.

Виртуальный мозг и неврология в реальном мире

Одна из целей такого сложного компьютерного моделирования заключается в том, чтобы помочь исследователям понять, как осечка отдельных нейронов может повлиять на процесс болезни при неврологических расстройствах. В конечном итоге это может привести к более целенаправленной терапии.

С будущими усовершенствованиями, виртуальный мозг мог однажды использоваться исследователями для изучения того, как новые наркотики влияют на эффективность человека на когнитивные тесты, прежде чем давать лекарства живому животному или человеку. Например, виртуальный мозг потенциально может быть использован при первоначальном тестировании нового препарата Альцгеймера, чтобы предсказать, как он повлияет на человеческую память.

Презентация Стюарта была всего лишь одним из нескольких переговоров на заседании AAAS, посвященном виртуализации человеческого тела. Другие беседы касались, например, компьютерных моделей печени и тазобедренного сустава. Но создание функциональной модели дисфункционального мозга может быть конечной задачей. В конечном счете, это может также дать некоторые из самых больших наград.

Линда Wasmer Эндрюс – писатель, который специализируется на здравоохранении, медицине и психологии – только что вернулся к отчетности на собрании AAAS. Следуйте за ней в Twitter и Facebook .