Проект Человеческий мозг ( НВР ) является большой десять лет научно - исследовательский проект, основанный на ExaScale суперкомпьютеров , который направлен на создание совместной ИКТ -На научно - исследовательской инфраструктуры , чтобы позволить исследователям по всей Европе , чтобы заранее знания в области нейробиологии , вычислительной, и медицина, связанная с мозгом. [2]
Проект человеческого мозга | |
---|---|
Тип проекта | Научное исследование |
Место расположения | Европа |
Владелец | Европейский Союз |
Ключевые люди | Павел Свебода , генеральный директор [1] Катрин Амунц , директор по научным исследованиям [1] |
Учредил | 2013 |
Веб-сайт | www |
Проект, стартовавший 1 октября 2013 года, является флагманом Европейской комиссии в области будущих и новых технологий . HBP координируется Федеральной политехнической школой Лозанны и в значительной степени финансируется Европейским союзом . [3] Офис по координации проекта находится в Женеве , Швейцария . [4]
Стратегические цели и организация
В основе подхода HBP лежит исследование мозга в различных пространственных и временных масштабах (то есть от молекулярных до больших сетей, лежащих в основе более высоких когнитивных процессов, и от миллисекунд до лет). Для достижения этой цели HBP опирается на сотрудничество ученых из различных дисциплин, включая нейробиологию, философию и информатику, чтобы воспользоваться преимуществами цикла экспериментальных данных, теорий моделирования и моделирования. Идея состоит в том, что эмпирические результаты используются для разработки теорий, которые затем способствуют моделированию и симуляции, результатом которых являются прогнозы, которые, в свою очередь, подтверждаются эмпирическими результатами. [5]
Основная цель HBP - создать исследовательскую инфраструктуру на основе ИКТ для исследований мозга, когнитивной нейробиологии и вычислений, основанных на мозге, которые могут использоваться исследователями во всем мире.
Проект разделен на 12 подпроектов. Шесть из них разрабатывают платформы на основе ИКТ (подпроекты 5-10), которые состоят из прототипов аппаратного обеспечения, программного обеспечения, баз данных и интерфейсов программирования. Эти инструменты доступны исследователям во всем мире через HBP Collaboratory . Три подпроекта собирают данные об эмпирической нейробиологии и устанавливают теоретические основы (подпроекты 1–4), а один отвечает за этику и общество (подпроект 12). Подпроект 11 координирует проект.
- SP1 Организация мозга мыши: понимание структуры мозга мыши, его электрических и химических функций
- SP2 Организация человеческого мозга: понимание структуры человеческого мозга, его электрических и химических функций
- SP3 Системы и когнитивная нейронаука: понимание того, как мозг выполняет свою системную и когнитивную функциональную деятельность
- SP4 Теоретическая нейробиология: создание высокоуровневых математических моделей для синтеза выводов на основе данных исследований.
- Платформа нейроинформатики SP5 : сбор, организация и предоставление данных о мозге
- Платформа моделирования мозга SP6 : разработка основанных на данных реконструкций ткани мозга и возможностей моделирования для изучения этих реконструкций.
- SP7 Высокопроизводительная аналитическая и вычислительная платформа: предоставление возможностей ИКТ для картирования мозга с беспрецедентной детализацией, построения сложных моделей, выполнения больших симуляций и анализа больших объемов данных.
- Платформа медицинской информатики SP8 : разработка инфраструктуры для обмена данными о больницах и медицинских исследованиях с целью понимания кластеров заболеваний и их соответствующих сигнатур болезней
- Платформа нейроморфных вычислений SP9 : разработка и применение компьютерных технологий, вдохновленных мозгом
- Платформа SP10 Neurorobotics : разработка виртуальных и реальных роботов и сред для тестирования симуляций мозга
- SP11 Управление и координация: Общая координация проекта
- SP12 Этика и общество: изучение этического и социального воздействия работы HBP
HBP координируется Федеральной политехнической школой Лозанны и включает исследователей из более чем 117 партнерских организаций в 19 странах Европы. [2] Известные партнерские учреждения включают Гейдельбергский университет , Forschungszentrum Jülich и Университетскую клинику Лозанны .
Научное руководство обеспечивается представителями каждого из подпроектов HBP, которые образуют Совет по науке и инфраструктуре (SIB). Катрин Амунтс из Forschungszentrum Jülich является председателем SIB. Алоис Кнолль из Мюнхенского технического университета является заместителем председателя SIB по программному обеспечению. Директорат руководит повседневной работой HBP - его возглавляет Андреас Мортенсен из EPFL.
Финансирование
HBP финансируется Генеральным директоратом Европейской комиссии по сетям связи, контенту и технологиям (DG CONNECT) в рамках FP7 , программы финансирования исследований и инноваций ЕС. Это был один из двух первых флагманских проектов Future Emerging Technologies (FET).
Проект разделен на пять фаз, каждая из которых финансируется отдельно. Призыв к финансированию начального двух с половиной года «этапа наращивания мощности» в размере 54 миллионов евро был закрыт в ноябре 2013 года, а результаты были объявлены в марте 2014 года. Двадцать два проекта от тридцати двух организаций были одобрены. выбран для первоначального финансирования в размере 8,3 миллиона евро. [6] Этап наращивания мощности завершился 31 марта 2016 года. Финансирование пересматривается каждые два года с использованием специальных соглашений о грантах (SGA); первый из которых начался в апреле 2016 года (заканчивается в апреле 2018 года), а второй - с общим финансированием ЕС в размере 88 миллионов евро, начиная с апреля 2018 года (заканчиваясь в марте 2020 года). Общие затраты на HBP оцениваются в 1,019 миллиарда евро, из которых 500 миллионов евро будут предоставлены Европейской комиссией, 500 миллионов евро - национальными, государственными и частными организациями и 19 миллионов евро - партнерами по этапу расширения основного проекта. [2]
Препятствия
Одним из основных препятствий проекта является бессистемный характер информации, собранной в ходе предыдущих исследований мозга. Данные неврологических исследований различаются в зависимости от схем биологической организации, изучаемых видов и стадий развития, что затрудняет коллективное использование данных для воспроизведения мозга в модели, которая действует как единая система. [7]
Другие препятствия включают инженерные проблемы, связанные с энергопотреблением, памятью и хранилищем. [8] Например, подробные представления нейронов очень дороги в вычислительном отношении [9] [10], а моделирование всего мозга находится на переднем крае наших вычислительных возможностей. [11]
Подразумеваемое
Технологии, созданные HBP и другими подобными проектами, предлагают несколько возможностей для других областей исследований. Например, модель мозга можно использовать для исследования признаков заболевания в головном мозге и воздействия определенных лекарств, что позволяет разработать более совершенные методы диагностики и лечения. В конечном итоге эти технологии, вероятно, приведут к более совершенным медицинским вариантам, доступным для пациентов по более низкой цене. [7]
Кроме того, детальное моделирование мозга требует значительных вычислительных мощностей, что ведет к развитию суперкомпьютеров и энергоэффективных вычислительных технологий, вдохновленных мозгом. Вычислительные разработки могут быть распространены на такие области, как интеллектуальный анализ данных, телекоммуникации, бытовая техника и другие промышленные применения. [7]
Также рассматриваются долгосрочные этические последствия Проекта. Проект следует политике ответственных исследований и инноваций, а его Консультативный совет по этике отвечает за мониторинг использования добровольцев, животных и собранных данных. Последствия для европейского общества, промышленности и экономики исследуются лабораторией предвидения программы HBP по этике и обществу. [13]
Критика
Открытое письмо было отправлено 7 июля 2014 г. в Европейскую Комиссию 154 европейскими исследователями (750 подписей на 3 сентября 2014 г.) [14] с жалобами на чрезмерно узкий подход HBP и угрозами бойкота проекта. [15] Центральным в этом противоречии был внутренний спор о финансировании когнитивных ученых, изучающих высокоуровневые функции мозга, такие как мышление и поведение. Тем не менее, HBP заявил, что «нет никаких сомнений в том, что познание и поведение жизненно важны для HBP», объяснив, что исследование когнитивной нейробиологии было перенесено в проект, чтобы позволить основному проекту сосредоточиться на создании платформ. Кроме того, в открытом письме ЕК призывалось «перераспределить финансирование, выделяемое в настоящее время на основные и партнерские проекты HBP, на широкое финансирование, направленное на неврологию, для достижения первоначальных целей HBP - понимания функции мозга и ее влияния на общество». В своем ответе HBP заявила, что «несмотря на то, что нейробиологические исследования генерируют огромное количество ценных данных, в настоящее время не существует технологии для обмена, организации, анализа или интеграции этой информации, помимо документов и даже баз данных. HBP обеспечит критически важный недостающий слой для перехода к многоуровневой реконструкции и моделированию мозга ». Он добавил, что «когнитивная и поведенческая нейробиология станет наиболее важным компонентом нейробиологии в HBP в ходе проекта. Однако для этого сначала должны быть установлены платформы ». [16]
Питер Даян , директор отдела вычислительной нейробиологии в Университетском колледже Лондона , утверждал, что цель крупномасштабного моделирования мозга в корне преждевременна [17], а Джеффри Хинтон сказал, что «настоящая проблема этого проекта в том, что они не имеют ни малейшего представления о том, как получить такую большую систему, чтобы научиться ". [18] Аналогичные опасения относительно методологии проекта высказал Роберт Эпштейн . [19]
HBP заявила, что ее члены разделяют неопределенность, связанную с крупномасштабным моделированием, но что «реконструкция и моделирование человеческого мозга - это видение, цель; выгоды будут исходить от технологий, необходимых для этого. Эта технология, разработанная HBP, принесет пользу всем нейробиологиям, а также смежным областям ». [16]
В 2015 году проект прошел процесс обзора, и исполнительный комитет из трех человек, возглавляемый Генри Маркрамом , был распущен [20] [21] и заменен советом управляющих из 22 человек. [22]
Согласно статье 2019 года: «В 2013 году Европейская комиссия присудила его инициативе - Human Brain Project (HBP) грант в размере 1 миллиарда евро (в то время это составляло около 1,42 миллиарда долларов) ... люди, с которыми я связывался, изо всех сил пытались назвать важный вклад, который HBP внесла за последнее десятилетие ». [23]
Смотрите также
- Проект Blue Brain
- Инициатива BRAIN, инициатива США
- Мозг / РАЗУМЫ
- Китайский мозговой проект
- Десятилетие мозга
- Десятилетие разума
- Проект Human Connectome
- Ноогенезис
- Спинакер
Рекомендации
- ^ a b https://www.humanbrainproject.eu/en/about/governance/boards/directorate/
- ^ a b c Проект человеческого мозга, Рамочное соглашение о партнерстве https://www.humanbrainproject.eu/documents/10180/538356/FPA++Annex+1+Part+B/41c4da2e-0e69-4295-8e98-3484677d661f Архивировано 2 февраля 2017 в Wayback Machine
- ^ moriscl (19 декабря 2013 г.). «Флагманы FET» . Horizon 2020 - Европейская комиссия . Дата обращения 18 марта 2020 .
- ^ «Проект« Человеческий мозг »переезжает в Женеву» . SwissInfo . 29 октября 2013 . Проверено 29 октября 2013 года .
- ^ Амунтс, Катрин; Эбелл, Кристоф; Мюллер, Джефф; Telefont, Мартин; Кнолль, Алоис; Липперт, Томас (2016). «Проект человеческого мозга: создание европейской исследовательской инфраструктуры для декодирования человеческого мозга» (PDF) . Нейрон . 92 (3): 574–581. DOI : 10.1016 / j.neuron.2016.10.046 . PMID 27809997 .
- ^ «Проект« Человеческий мозг »стал еще больше» . Архивировано из оригинального 14 июля 2014 года . Проверено 7 июля 2014 года .
- ^ a b c "Отчет для Европейской комиссии" Проект человеческого мозга.
- ^ https://www.humanbrainproject.eu/discover/the-project/overview
- ^ Форрест, Майкл Д. (2015). «Моделирование действия алкоголя на детальной модели нейрона Пуркинье и более простой суррогатной модели, которая работает в> 400 раз быстрее» . BMC Neuroscience . 16 : 27. DOI : 10,1186 / s12868-015-0162-6 . PMC 4417229 . PMID 25928094 .
- ^ Ван, Лей; Лю, Цзюньсю; Харкин, Джим; Макдэйд, Лиам; Луо, Юлин (2017). «Многоуровневая мозаичная архитектура для эффективных нейронных сетей с аппаратными пиками». Микропроцессоры и микросистемы . 53 : 21–32. DOI : 10.1016 / j.micpro.2017.07.005 .
- ^ «Алгоритм масштабного моделирования мозга - Новости» . www.humanbrainproject.eu . Дата обращения 18 марта 2020 .
- ^ «Проект« Человеческий мозг »переезжает в Женеву - SWI swissinfo.ch» . SWI swissinfo.ch . Проверено 11 марта +2016 .
- ^ «Социально-этическая рефлексия» . www.humanbrainproject.eu . Дата обращения 18 марта 2020 .
- ^ Френьяк, Ив; Лоран, Жиль (2014). «Нейробиология: где находится мозг в проекте« Человеческий мозг »?» . Природа . 513 (7516): 27–9. Bibcode : 2014Natur.513 ... 27F . DOI : 10.1038 / 513027a . PMID 25186884 .
- ^ «Открытое послание Европейской комиссии относительно проекта« Человеческий мозг »» . Проверено 7 июля 2014 года .
- ^ а б «Жизненно важная роль неврологии в проекте человеческого мозга» (PDF) . Архивировано из оригинального (PDF) 23 августа 2014 года . Проверено 11 марта +2016 .
- ^ «Ученые угрожают бойкотировать проект Human Brain стоимостью 1,2 миллиарда евро» . Хранитель . 7 июля 2014 . Проверено 7 июля 2014 года .
- ^ Брин, Джозеф (8 июля 2014 г.). «Европейские усилия по моделированию мозга в суперкомпьютере стоимостью миллиард долларов находятся под угрозой провала» . Национальная почта .
- ^ «Ваш мозг не обрабатывает информацию, и это не компьютер - Роберт Эпштейн | Эссе Эона» . Эон . Дата обращения 23 мая 2016 .
- ^ Тейл, Стефан (2015). «Беспокойство в уме». Scientific American . 313 (4): 36–42. Bibcode : 2015SciAm.313d..36T . DOI : 10.1038 / Scientificamerican1015-36 .
- ^ Тейл, Стефан (2015). «Почему проект« Человеческий мозг »оказался неудачным - и как это исправить» . Scientific American.
- ^ «Проект« Человеческий мозг стоимостью 1 млрд евро »снова в работе после подписания нового контракта Комиссией» . Наука | Бизнес . Дата обращения 18 марта 2020 .
- ^ «Проект человеческого мозга не оправдал своего обещания» . 22 июля 2019.
Внешние ссылки
- Официальный веб-сайт