انجمن علمی زمین شناسی دانشگاه تهران

گروهی از دانشمندان نوروساینس در یك مؤسسه تحقیقاتی در كشور سوئیس در حال شبیه‌سازی مغز یك پستاندار هستند.محققان دانشگاه پلی تكنیك لوزان با همكاری IBM مرحله اول یك طرح بلند پروازانه یعنی كپی كامل مغز انسان روی ابررایانه را كامل كرده‌اند. مركز تحقیقاتی این طرح در ساحل دریاچه ژنو واقع شده است؛ همان جایی كه ماری شلی شخصیت داستانش دكتر فرانكشتاین را در آنجا تصور كرده. فرانكشتاین هیولایی انسان مانند می‌سازد كه دارای نیرویی مخرب می‌شود و در نهایت خالقش را می‌كشد.
در ژوئن ۲۰۰۵ هنری ماركرام مدیر طرح blue brain از برنامه اش، ساخت مغز انسان، با استفاده از قوی‌ترین ابر رایانه جهان خبر داد. ماركرام یادآوری می‌كند: نقدها غیرقابل باور بود. همه فكر می‌كردند ما دیوانه شده‌ایم. حتی بیشتر دانشمندان برجسته نوروساینس و نظریه پردازها می‌گفتند طرح شكست خواهد خورد.
بعضی از همكاران ماركرام اعتقاد داشتند اطلاعات كافی برای شبیه‌سازی‌ كامل مغز انسان به سادگی در دسترس نخواهد بود. ماركرام می‌گوید: هیچ دانشمند نوروساینسی وجود ندارد كه این قدرت را داشته باشد كه بگوید ما به اندازه كافی نمی‌دانیم. ما فقط قسمت كوچكی را می‌دانیم، هیچ كس حتی نمی‌داند كه چقدر می‌دانیم.
ماركرام به بازتاب‌های منفی بعد از اعلان طرح توجهی نكرد و بعد از ۲ سال ستون نئوكورتیكال موشی دو هفته‌ای را شبیه‌سازی‌ كرد. این مدل دقیقا مانند همتای واقعی اش كار می‌كرد. دیدن پالس‌های این شبیه ساز روی صفحه‌های سه بعدی بزرگی كه محققان ساخته‌اند بسیار جالب است.
ستون های نئوكورتیكال آخرین بخش از تكامل مغز ما بوده است و وظیفه استدلال و خودآگاهی را به‌عهده دارد. این تكامل تنها از یك جهش كوچك ناشی شده است. مغز انسان هزاران برابر مغز موش ستون‌های نئوكورتیكال دارد اما تفاوت‌های زیستی بین مغز موش و مغزانسان اندك است. اگر یك ستون نئوكورتیكال بسازیم تقریبا می‌توانیم نئوكورتكس را به‌طور كامل بسازیم البته اگر توان رایانه ها این اجازه را به ما بدهد.
اگر چه یك ستون نئوكورتیكال فقط ۲ میلی متر طول و نیم میلی متر قطردارد، اما شامل ۱۰ هزار نورون و ۳۰ میلیون سیناپس است. وسیله‌ای كه مرحله اول این شبیه‌سازی‌ بزرگ را انجام می‌دهد ابر رایانه BlueGene/L IBM است كه توانایی پردازش ۷/۱۸ تریلیون محاسبه را در ثانیه دارد.
این ابر رایانه متشكل از ۸ هزار پردازشگر است و یكی از پر قدرت‌ترین ابررایانه های حال حاضر جهان به شمار می‌رود. ماركرام معتقد است با فناوری حاضر امكان ساخت مغز موش وجود دارد، كه مرحله بعدی طرح Blue brain است و قرار است از سال دیگر آغاز شود. بعد از آن شبیه‌سازی‌ گربه سپس میمون و در نهایت مغز انسان انجام خواهد شد.
ماركرام برثبات قانون مور حساب كرده است. زیرا هم اكنون یك رایانه كه توانایی شبیه‌سازی‌ مغز انسان را داشته باشد به اندازه چندین زمین فوتبال است وسالانه ۳ میلیارد دلار برق مصرف خواهد كرد. اما در حال حاضر ماركرام به‌دنبال فرصتی برای شبیه‌سازی‌ كامل مغز انسان است، در حالی كه محاسبات پیش خواهند رفت.
● مدل‌سازی‌ در آینده
به‌نظر می‌رسد مدل‌سازی‌، قدم بزرگی به جلو برای دانشمندان نوروساینس است. هر سال حدود ۳۵ هزار مقاله نوروساینس منتشرمی شودو شمار مقالات منتشر شده هر سال حدود ۲۰ تا ۳۰ درصد افزایش می‌یابد. بیشتر دانشمندان نوروساینس اگر خوش شانس باشند فقط می‌توانند حدود ۱۰۰مقاله را در یك سال بررسی كنند.
وارد كردن همه این اطلاعات در طرح Blue brain راهی مشخص برای استفاده و نگهداری این اطلاعات است. ماركرام ۴۴ ساله از آفریقای جنوبی درابتدا علاقه مند به ثبت الكتروفیزیولوژی نورون ها در مؤسسه ماكس پلانك آلمان بود.
او ۲ نورون را بررسی كرد و آنها را مرتبط با هم یافت. او می‌گوید: با خودم فكركردم كه خدای من، غیرقابل باور است! تو همچنین می‌توانی ارتباط نورون‌ها را كنترل كنی! سپس تصمیم گرفتم بفهمم كه آنها چگونه ارتباط برقرار می‌كنند.
به همین منظور شروع به كشیدن نقشه همه مدارها كردم ۱۵ سال طول كشید. ماركرام همه اطلاعاتی را كه از یك دهه و نیم قبل جمع آوری كرده بود اینگونه شرح می‌دهد: این اطلاعات خیلی خسته كننده‌تر از آن هستند كه منتشر شوند.
مدل آنجا می‌ماند تا داده‌ها یكی شوند و آزمایش شود كه آیا كار می‌كند. یك دانشمند نوروبیولوژی كه می‌خواهد یك فرضیه مشخص را در مورد چگونگی یك عملكرد خاص مغز مانند ظرفیت حافظه وبازیابی بررسی كند می‌تواند از طرح Blue brain استفاده كند. این مدل در اختیار تمامی محققان خواهد بود.
تحقیقات بر پایه شبیه‌سازی‌ زمانی ممكن است كه قدرت رایانه ای كافی داشته باشیم. امروزه هرهواپیمای تجاری ابتدا در بخش شبیه‌سازی‌ متولد شده است. حتی دوربین‌ها قبل از اینكه ساخته شوند شبیه‌سازی‌ می‌شوند. در فیزیك ما سلاح هسته‌ای را فقط در شبیه‌سازی‌‌ها امتحان می‌كنیم.
ماركرام می‌گوید: ما از شبیه‌سازی‌ در علوم زنده استفاده نمی‌كنیم چون زیست شناسی قوی‌ترین رایانه ها را طلب می‌كند. ما آزمایش هایمان را روی حیوانات انجام می‌دهیم، اما این آزمایش ها در آینده نزدیك تغییر خواهد كرد، این طرح تمام این تغییرات را هدایت خواهد كرد.
ماركرام شدیدا روی این موضوع تاكید دارد كه این طرح ساخت یك سیستم هوش مصنوعی (AI)نیست: ما به‌دنبال ساخت مغز یك روبات نیستیم. شما می‌توانید یك مهندس را استخدام كنید تا این كار را انجام دهد. مهندسان در این كار خیلی بهترند و حتما سریعتر انجامش خواهند داد، ولی احتمالا نتیجه كارBlue brain خیلی بهتر خواهد شد. اگر ما این كار را به درستی انجام بدهیم این مغز می‌تواند صحبت كند.
● رمز گشایی
ماركرام منتظر پیدایش نشانه‌های هوش در مغز سیلیكونی نیست. او به‌دنبال كارهای خسته‌كننده تری است. با فهمیدن چگونگی عملكرد مغزمان مشكلات رفتاری نیز مشخص خواهد شد. اختلالاتی مانند افسردگی، جنون جوانی (اسكیزوفرنیا) و زوال عقل بهایی است كه ما به خاطر مغز پیچیده مان می‌پردازیم. ماركرام می‌گوید: ما نمی‌دانیم چه اشكالی در این مدارها به وجود می‌آید.
ما هنوز از داروهایی كه به‌صورت تجربی آزمایش می‌شوند استفاده می‌كنیم. اگر داروی تركیبی كار كرد خوب است، اگر نه یكی دیگر را بررسی می‌كنیم. Blue brain می تواند به این تحقیقات سرعت بسیار زیادی بدهد. استیون رز، استاد بازنشسته زیست شناسی دانشگاه آزاد نسبت به ساخت مدل زیستی دقیق مغز انسان با استفاده از این سطح دانش و فناوری بسیار مشكوك است.
او می‌گوید: پیوستگی بین قسمتهای مختلف مغز بسیار پیچیده‌تر از آن است كه بتوان آن را در یك رایانه شبیه‌سازی‌ كرد. من علیه كسانی كه مدل‌سازی‌ می‌كنند نیستم، اما این طرز تفكر كه مدل‌سازی‌ را درهر كاری می‌توان استفاده كرد و تحقیقات روی حیوانات را نفی می‌كند بسیار فریبنده و آرزویی محال است.به وضوح، ماركرام هنوز با شك‌هایی كه بعضی افراد در مورد پیروزی او در این طرح وارد می‌كنند روبه‌روست.

guardian.co.uk

ترجمه زهرا ساجدی‌نیا