La simulació del cervell és el concepte de crear un model informàtic funcional d'un cervell o part d'un cervell.[1] La modelisació d'un cervell (o subsistema cerebral) implica tant la modelisació de les propietats elèctriques i químiques de les neurones (per eixemple, els gradient de serotonina extracelular). També es requerix un model del conectador neuronal de l'organisme objectiu. El conectoma és extremadament complex, i el seu cablejat detallat encara no es comprén; per lo tant, actualment s'està modelant empíricamente en mamífers més chicotets per mig de proyectes com el Proyecte Cervell Blau.

El Proyecte Cervell Blau pretén crear una simulació per ordenador d'una columna cortical de mamífers fins al nivell molecular.[2] Segons una estimació, una reconstrucció completa del conectoma humà utilisant la metodologia del Proyecte Cervell Blau requeriria un zettabyte d'almagasenament de senyes. En 2013, el Proyecte Cervell Humà va crear una Plataforma de Simulació Cerebral (BSP), que és una plataforma de colaboració accessible per Internet dissenyada per a la simulació de models cerebrals. El Proyecte Cervell Humà ha utilisat les tècniques utilisades pel Proyecte Cervell Blau i s'ha basat en elles.[3]

Hui en dia s'han realisat simulacions parcials i completes en alguns animals. Per eixemple: els cervells dels cucs C. elegans, els cervells de les mosques de les frutes drosophila melanogaster i; també el de la rata i rata han segut simulats en diversos graus.

C. elegans (cuc)

 
Mapa cerebral de la C. elegans cuc 302 neurones, interconectadas per 5000 sinapsis

La conectivitat del circuit neural per a la sensibilitat tàctil de la senzilla C. elegans Nematoda (cuc), va ser mapejat en 1985[4] i parcialment simulada en 1993.[5] Varis models de simulació de software del sistema neuronal i muscular complet, i en certa mida l'entorn físic del cuc, han segut presentades des de 2004, i en alguns casos es poden descarregar. No obstant, encara nos falta la comprensió de cóm les neurones i les conexions entre elles generen la sorprenentment complexa gama de comportaments que s'observen en est, relativament, simple organisme.[6]

Sistema neuronal de la Drosophila

El cervell de la mosca de la fruta Drosophila també ha segut estudiat a fondo, i ya hi ha un model simplificat simulat d'esta.[7]

Referències

  1. ↑ Fan, Xue; Markram, Henry(2019).«A Brief History of Simulation Neuroscience».Frontiers in Neuroinformatics.13ISSN 1662-5196.doi:10.3389/fninf.2019.00032.(en anglés)
  2. ↑ Herper, Matthew. «IBM Aims To Simulate A Brain», Forbes, 6 de juny de 2005. Consultat el 19 de maig de 2006.
  3. ↑ Human Brain Project, Framework Partnership Agreement https://www.humanbrainproject.eu/documents/10180/538356/FPA++Annex+1+Part+B/41c4dona2i-0i69-4295-8i98-3484677d661f
  4. ↑ Chalfie M(abril de 1985).«The neural circuit for touch sensitivity in Caenorhabditis elegans».The Journal of Neuroscience.5(4): 956-964.
  5. ↑ Niebur I(novembre de 1993).«Theory of the locomotion of nematodes: control of the somatic motor neurons by interneurons».Mathematical Biosciences.118(1): 51-82.doi:10.1016/0025-5564(93)90033-7.
  6. ↑ Mark Wakabayashi
    • Archivat el 12 de maig de 2013 archivat en Wayback Machine., with links to MuCoW simulation software, a demo video and the doctoral thesis COMPUTATIONAL PLAUSIBILITY OF STRETCH RECEPTORS AS THE BASIS FOR MOTOR CONTROL IN C. elegans, 2006.
  7. ↑ Arena, P.; Patane, L.; Termini, P.S.; An insect brain computational model inspired by Drosophila melanogaster: Simulation results, The 2010 International Joint Conference on Neural Networks (IJCNN).


Referències