Велика група вчених і дослідників займається розробкою найшвидшого комп’ютера, відомого людству, який повинен працювати як людський мозок. У жовтні 2013 відбулася конференція в Швейцарії, присвячена грандіозного проекту Human Brain Project, що об’єднав наукові кадри з 135 наукових і державних установ, щоб створити комп’ютерний мозок. Вартість проекту оцінюється в 1,6 мільярда доларів.

Нагадаємо, це одна з двох грандіозних ініціатив десятиліття — поряд з графеном.

Мозок людини — найскладніша машина з усіх існуючих, тому немає нічого дивного в тому, що технологія прагне бути подібною йому. Розроблюваний комп’ютер повинен бути в 1000 разів швидше, ніж найшвидший комп’ютер з тих, якими ми користуємося сьогодні.

Перш ніж ви згадайте «Космічну Одіссею 2001», попереджаємо: не всякий комп’ютерний мозок — HAL 9000.

Перша фаза проекту, передбачається, триватиме близько 10 років, і за цей час вчені постараються краще зрозуміти функції мозку. Потім учені сподіваються осягнути як ми вчимося, думаємо, бачимо і чуємо.

В даний час начинка комп’ютера досягає швидкості в один квадрильйон операцій в секунду. Але Генрі Маркрам, директор Human Brain Project, цього мало.

«Добре відомі виробники суперкомп’ютерів, начебто IBM, Cray, Intel і Bull, планують створення машини, яка перевершує всі насущне, приблизно до 2020 року», — розповів директор в інтерв’ю Fox News. — «Тому ми впевнені, що у нас будуть машини, які нам потрібні».

Цим неймовірно швидким комп’ютерам потрібні нові форми пам’яті і міць вчених, здатних розробити нові технології зберігання.

Головна мета проекту, як зазначено на його сайті, — «зібрати воєдино наші швидко зростаючі знання про людський мозок». Моделювання людського мозку дасть уявлення про внутрішню роботу мозку і про те, де виникають наші думки і емоції. Наслідки виходять за рамки технологій; таке моделювання допоможе нам дізнатися як зцілити людський мозок або поліпшити його окремі функції.

Проект все ще знаходиться на першій стадії планування. Мозок по складності приблизно такий же, як Всесвіт. В одному кілограмі речовини знаходиться стільки ж нейронів, скільки зірок у Чумацькому шляху. Потужно? Потужно.

Нейронів у мозку — скільки зірок в галактиці

Цю фразу люблять вимовляти популяризатори науки, коли люди намагаються оцінити масштаби і складність власного мозку. Нагадаємо: у звичайній галактиці приблизно 150-200 мільярдів зірок. Ось чому ЗМІ люблять вимірювати дистанції футбольними полями, масу — кількістю повністю завантажених «Боїнг-747», енергію — в «Хіросіма» і так далі.

Навіть якщо ми не можемо уявити ні одного, ні іншого, спроба порівняти два числа — зірок і нейронів — вводить людей в стан благоговіння і тихого жаху. І як свідомі істоти, ми любимо шукати еквіваленти та відповідності; тим краще, якщо одиниця вимірювання епічна або важлива сама по собі — зірка або нейрон.

Протягом багатьох років неврологи говорили, що в людському мозку близько 100 мільярдів нейронів. Що примітно, жоден з них не опублікував наукову папірець, що підтверджувала б число. Але в 2009 році Азеведо і колеги все ж знайшли більш точне число. Знаєте, скільки?

Скільки нейронів у людському мозку? Приблизно 86 мільярдів нейронів.

Останні підрахунки зірок Чумацького шляху показали число від 200 до 400 мільярдів. Майже-майже, але нейронів все ж менше. Не сходиться зовсім, якщо бути точними.

Але як вчені з’ясували, що нейронів саме 86 мільярдів? Як вони прийшли до цього числа? Найпростішим способом було б оцінити кількість нейронів в одній частині мозку, а потім екстраполювати на іншу частину. Що примітно, цей же метод використовується для підрахунку зірок в галактиці. Але у нього є кілька проблем:

1. Щільність нейронів мозку не є одноманітним. Приміром, в мозочку знаходиться майже половина всіх нейронів центральної нервової системи, але він набагато менше половини мозку за обсягом. До речі, якщо хочете помилуватися прекрасною галереєю нейронів у фарбах, ласкаво просимо.

2. Навіть в одній області мозку складно порахувати нейрони, оскільки вони дуже щільні, прозорі і переплетені між собою — їх навіть роз’єднати складно. Один зі способів «підсвічування» нейронів — використання техніки фарбування, яка зробить нейрони видимими настільки, що їх можна буде порахувати. Класичний метод — «пляма Гольджі», назване на честь лауреата Нобелівської премії Камілло Гольджі. Цей метод дозволяє підрахувати невеликий відсоток нейронів, роблячи їх видимими, а після екстраполюючи на іншу частину. Але він також неточний.

Новий метод, який видає число в 86 мільярдів — чистий і унікальний.

Спосіб включає розчинення клітинних мембран клітин головного мозку і створення однорідної суміші — такий собі «пюрешкі». Ядра цих клітин розфарбовуються в різні кольори, щоб відрізнити нейрони від глії, а це дозволяє підрахувати кількість клітинних ядер, що належать нейронам, а після масштабувати і отримати загальну кількість. Перевага цього методу — вирішення питання неоднорідною щільності нейронів в одній ділянці мозку з екстраполірованія на весь мозок.

Що ж, без екстраполірованія ніяк. Але може силами Human Brain Project нам нарешті стане відомо точне число.