Proyek Blue Brain

Proyek Blue Brain adalah inisiatif penelitian otak dari Swiss yang bertujuan untuk menciptakan rekonstruksi digital dari hewan pengerat dan akhirnya manusia menggunakan rekayasa balik sirkuit otak mamalia. Proyek ini diresmikan pada Mei 2005 oleh Lembaga Otak dan Pikiran École Polytechnique Fédérale de Lausanne (EPFL) di Swiss. Misinya adalah menggunakan rekonstruksi digital yang terperinci secara biologis dan simulasi otak mamalia untuk mengidentifikasi prinsip-prinsip dasar struktur dan fungsi otak.
Proyek ini dipimpin oleh direktur pendiri Henry Markram — yang juga meluncurkan Proyek Otak Manusia Eropa — dan dipimpin oleh Felix Schürmann dan Sean Hill. Menggunakan superkomputer Blue Gene yang menjalankan software NEURON milik Michael Hines ini, simulasi melibatkan model biologis yang realistis dari neuron dan model konektom empiris yang direkonstruksi. Diharapkan bahwa pada akhirnya proyek ini akan menjelaskan sifat kesadaran.
Ada sejumlah sub-proyek, termasuk Blue Brain Cajal, yang dikoordinasikan oleh Pusat Superkomputer dan Visualisasi Madrid (CeSViMa), dan yang lainnya dijalankan oleh universitas dan laboratorium independen.

Tujuan

Tujuan awal proyek, yang selesai pada bulan Desember 2006, adalah pembuatan kolom neokortikal tikus yang disimulasikan, yang oleh beberapa peneliti dianggap sebagai unit fungsional terkecil dari neokorteks, dianggap bertanggung jawab atas fungsi yang lebih tinggi seperti pikiran sadar. Pada manusia, setiap kolom sekitar 2 mm panjangnya, memiliki diameter 0,5 mm dan mengandung sekitar 60.000 neuron. Kolom neokortikal tikus sangat mirip dalam struktur tetapi hanya mengandung 10.000 neuron dan 10⁸ sinapsis.

Perkembangan

Pada 2005, model seluler pertama selesai. Kolom neokortikal seluler buatan pertama dari 10.000 sel dibangun pada tahun 2008. Pada bulan Juli 2011, sebuah mesosirkuit seluler dari 100 kolom neokortikal dengan sejuta sel total dibangun. Otak tikus seluler direncanakan untuk 2014 dengan 100 mesosirkuit berjumlah seratus juta sel. Otak manusia seluler yang setara dengan 1.000 otak tikus dengan jumlah total seratus miliar sel diperkirakan akan mungkin dimodelkan pada tahun 2023.
Pada 2015, para ilmuwan di École Polytechnique Fédérale de Lausanne (EPFL) mengembangkan model kuantitatif dari hubungan yang sebelumnya tidak diketahui antara astrosit sel glial dan neuron. Model ini menggambarkan manajemen energi otak melalui fungsi unit pembuluh darah saraf (NGV). Lapisan tambahan sel neuron-glial sedang ditambahkan ke model Proyek Blue Brain untuk meningkatkan fungsionalitas sistem.
Pada 2017, Proyek Blue Brain menemukan bahwa klik saraf terhubung satu sama lain dalam hingga sebelas dimensi. Direktur proyek menyarankan bahwa kesulitan memahami otak sebagian karena matematika biasanya diterapkan untuk mempelajari jaringan tidak dapat mendeteksi banyak dimensi. Proyek Blue Brain mampu memodelkan jaringan ini menggunakan topologi aljabar.
Pada tahun 2018, Proyek Blue Brain merilis atlas sel otak 3D digital pertama yang, menurut ScienceDaily, seperti "beralih dari peta yang digambar tangan ke Google Earth", memberikan informasi tentang jenis sel utama, angka, dan posisi di 737 wilayah dalam otak.

Pendanaan

Proyek ini didanai terutama oleh pemerintah Swiss dan dana unggulan Future and Emerging Technologies (FET) dari Komisi Eropa, dan yang kedua oleh hibah dan donasi dari individu-individu swasta. EPFL membeli komputer Blue Gene dengan biaya lebih murah karena masih berupa prototipe dan IBM tertarik untuk mengeksplorasi bagaimana kinerja aplikasi pada mesin. BBP dipandang sebagai validasi dari konsep superkomputer Blue Gene.

Blue Brain Cajal

Proyek Blue Brain Cajal dikoordinasi oleh Universitas Teknis Madrid dan menggunakan fasilitas Pusat Superkomputer dan Visualisasi Madrid dan superkomputer Magerit nya. Institut Cajal juga berpartisipasi dalam kolaborasi ini. Jalur utama penelitian yang saat ini sedang dilakukan di Blue Brain Cajal termasuk eksperimen neurologis dan simulasi komputer. Nanoteknologi, dalam wujud mikroskop otak yang baru dirancang, memainkan peran penting dalam rencana penelitiannya.

Dokumentasi

Film dokumenter 10 bagian dibuat oleh Noah Hutton ; setiap angsuran akan mengeksplorasi kerja proyek selama setahun di EPFL. Pembuatan film dimulai pada tahun 2009 dan film dokumenternya direncanakan akan dirilis pada tahun 2020. Proyek penelitian serupa lainnya juga disebutkan.