Проект человеческого мозга
| Проект человеческого мозга | |
|---|---|
 | |
| Тип проекта | Научные исследования |
| Расположение | Женева , Швейцария |
| Владелец | Евросоюз |
| Ключевые люди | Павел Свебода , генеральный директор [1] Катрин Амунц , директор по научным исследованиям [1] |
| Учредил | 1 октября 2013 г |
| Статус | Завершилось 30 сентября 2023 г |
| Веб-сайт | проект человеческого мозга |
Проект человеческого мозга ( HBP стоимостью 1 миллиард евро ) — научно-исследовательский проект ЕС , который длился десять лет с 2013 по 2023 год. [2] [3] [4] Используя высокопроизводительные экзафлопсные суперкомпьютеры, они создали инфраструктуру, которая позволила исследователям расширять знания в области нейробиологии , вычислений и медицины, связанной с мозгом. [5] Его преемником стал проект EBRAINS . [6]
Проект, стартовавший 1 октября 2013 года, стал флагманским проектом Европейской комиссии «Будущее и новые технологии» . HBP координировалась Федеральной политехнической школой Лозанны и в значительной степени финансировалась Европейским Союзом . [7] Координационный офис проекта находился в Женеве , Швейцария . [8]
Рецензируемые исследования показывают, что общественный дискуссионный форум (форум Human Brain Project) активно использовался и продемонстрировал устойчивость во время пандемии COVID-19 . [9] Форум HBP наиболее активно использовался и был полезен для решения вопросов, связанных с программированием, а также вопросов, близких к основным областям HBP.
Стратегические цели и организация
[ редактировать ]
Фундаментальным подходом HBP является исследование мозга в различных пространственных и временных масштабах (т.е. от молекулярных до крупных сетей, лежащих в основе высших 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 симуляций. Идея состоит в том, что эмпирические результаты используются для разработки теорий, которые затем способствуют моделированию и симуляции, которые приводят к предсказаниям, которые, в свою очередь, подтверждаются эмпирическими результатами. [10]
Основной целью HBP является создание исследовательской инфраструктуры на основе ИКТ для исследований мозга, когнитивной нейробиологии и вычислений на основе мозга , которая может использоваться исследователями по всему миру.
Проект разделен на 12 подпроектов. Шесть из них разрабатывают платформы на базе ИКТ (подпроекты 5–10), которые состоят из прототипов аппаратного обеспечения, программного обеспечения, баз данных и программных интерфейсов. Эти инструменты доступны исследователям по всему миру через коллабораторию HBP . Четыре подпроекта собирают данные по эмпирической нейронауке и создают 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 нейронаука: создание математических моделей высокого уровня для синтеза выводов на основе данных исследований.
- SP5 Платформа нейроинформатики : сбор, организация и предоставление данных о мозге
- SP6 Платформа моделирования мозга : разработка реконструкций тканей головного мозга на основе данных и возможностей моделирования для изучения этих реконструкций.
- платформа SP7 Высокопроизводительная аналитическая и вычислительная : предоставление возможностей ИКТ для картирования мозга с беспрецедентной детализацией, построения сложных моделей, запуска масштабного моделирования и анализа больших объемов данных.
- SP8 Платформа медицинской информатики : развитие инфраструктуры для обмена данными больниц и медицинских исследований с целью понимания кластеров заболеваний и их соответствующих характеристик заболеваний.
- SP9 Нейроморфная вычислительная платформа: разработка и применение вычислительной технологии, основанной на мозге.
- SP10 Neurorobotics Platform: 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 в себя исследователей из более чем 117 партнерских учреждений в 19 странах Европы. [5] Известные учреждения-партнеры включают Гейдельбергский университет , Forschungszentrum Jülich и Университетскую больницу Лозанны .
Научное руководство обеспечивают представители каждого из подпроектов HBP, которые образуют Совет по науке и инфраструктуре (SIB). Катрин Амунц из Forschungszentrum Jülich является председателем SIB. Алоис Нолл из Мюнхенского технического университета является вице-председателем SIB по программному обеспечению. Дирекция руководит повседневной работой HBP – ее возглавляет Андреас Мортенсен из EPFL.
Финансирование
[ редактировать ]HBP финансируется Генеральным директоратом Европейской комиссии по коммуникационным сетям, контенту и технологиям (DG CONNECT) в рамках FP7 , программы ЕС по финансированию исследований и инноваций. Это был один из двух первых флагманских проектов Future Emerging Technologies (FET).
Проект разделен на пять этапов, каждый из которых финансируется отдельно. Призыв к финансированию первоначального «этапа наращивания мощности» проекта, рассчитанного на два с половиной года, 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 объявлены. выбран для первоначального финансирования в размере 8,3 млн евро. [11] Фаза наращивания мощности завершилась 31 марта 2016 года. Финансирование пересматривается каждые два года с использованием специальных грантовых соглашений (SGA); первый из которых начался в апреле 2016 года (завершится 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 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 основного этапа наращивания мощности проекта. [5]
Препятствия
[ редактировать ]Одним из основных препятствий Проекту 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. [12]
Другие препятствия включают инженерные проблемы, связанные с энергопотреблением , памятью и хранилищем . [13] Например, детальное представление нейронов требует очень больших вычислительных затрат . [14] [15] а моделирование всего мозга находится на переднем крае наших вычислительных возможностей. [16]
Подразумеваемое
[ редактировать ]
Технологии, созданные HBP и другими подобными проектами, открывают ряд возможностей для других областей исследований. Например, модель мозга можно использовать для исследования признаков заболеваний в головном мозге и воздействия определенных лекарств , что позволит разработать более эффективные методы диагностики и лечения. В конечном итоге эти технологии, вероятно, приведут к появлению более продвинутых медицинских вариантов, доступных пациентам по более низкой цене. [12]
Кроме того, детальное моделирование мозга требует значительных вычислительных мощностей , что приводит к развитию суперкомпьютеров и энергоэффективных вычислительных технологий, основанных на использовании мозга. Вычислительные разработки могут быть распространены на такие области, как интеллектуальный анализ данных , телекоммуникации, бытовая техника и другие промышленные применения. [12]
Также рассматриваются долгосрочные этические последствия Проекта. Проект следует политике ответственных исследований и инноваций, а его Консультативный совет по этике отвечает за мониторинг использования людей-добровольцев, животных и собранных данных. Последствия для европейского общества, промышленности и экономики исследуются Лабораторией прогнозирования Программы этики и общества HBP. [17]
Критика
[ редактировать ] | этой статьи Разделы «критика» или «противоречие» могут поставить под угрозу ее нейтральность . ( декабрь 2023 г. ) |
Открытое письмо было отправлено 7 июля 2015 г. в Европейскую комиссию 154 европейскими исследователями (750 подписей по состоянию на 3 сентября 2014 г.). [2] жалуясь на слишком узкий подход HBP и угрожая бойкотировать проект. [18] Центральное место в этом противоречии занимал внутренний спор о финансировании ученых-когнитивистов, изучающих функции мозга высокого уровня, 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 исследования когнитивной нейробиологии были перепозиционированы в проекте, чтобы позволить основному проекту сосредоточиться на создании платформ. Кроме того, в открытом письме ЕС содержится призыв «перераспределить финансирование, которое в настоящее время выделяется на ядро HBP и партнерские проекты, на широкое финансирование, направленное на нейробиологию, для достижения первоначальных целей HBP — понимания функции мозга и ее влияния на общество». В своем ответе HBP заявила, что «хотя нейробиологические исследования генерируют огромное количество ценных данных, в настоящее время не существует технологии для обмена, организации, анализа или интеграции этой информации, кроме документов и даже баз данных. HBP обеспечит критически недостающий уровень». перейти 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 созданы платформы». [19]
Питер Даян , директор отдела вычислительной нейробиологии Университетского колледжа Лондона , утверждал, что цель крупномасштабного моделирования мозга радикально преждевременна. [20] и Джеффри Хинтон сказал, что «настоящая проблема этого проекта в том, что они понятия не имеют, как заставить такую большую систему учиться». [21] Аналогичные опасения относительно методологии проекта были высказаны Робертом Эпштейном . [22]
HBP заявила, что ее члены разделяют неопределенность в отношении крупномасштабного моделирования, но что «реконструкция и моделирование человеческого мозга — это видение, цель; выгоды будут исходить от технологий, необходимых для достижения этой цели. Эта технология, разработанная HBP, принесет пользу всей нейронауке, а также смежным областям». [19]
В 2015 году проект прошел процедуру рассмотрения, и исполнительный комитет из трех человек во главе с Генри Маркрамом был распущен. [3] [23] [24] и заменен управляющим советом из 22 членов. [25]
Согласно статье 2019 года: «В 2013 году Европейская комиссия наградила его инициативу — Проект человеческого мозга (HBP) — ошеломляющим грантом в 1 миллиард евро (стоимостью около 1,42 миллиарда долларов на тот момент)… люди, с которыми я связался, изо всех сил пытались назвать имена». это большой вклад, который HBP внесла за последнее десятилетие». [26] В другой статье сделан вывод: «В конечном итоге мегапроект действительно создал сообщества ученых, сфокусированных на некоторых общих целях, — говорит он. — Это непреходящее наследие». [3]
См. также
[ редактировать ]Ссылки
[ редактировать ]- ^ Jump up to: а б «Дирекция» . Проект человеческого мозга . Архивировано из оригинала 26 октября 2017 года.
- ^ Jump up to: а б Френьяк Ю., Лоран Дж. (сентябрь 2014 г.). «Нейронаука: где мозг в проекте «Человеческий мозг»? Европейский научно-технический проект стоимостью 1 миллиард евро должен прояснить свои цели и установить прозрачное управление» . Природа . 513 (7516): 27–29. Бибкод : 2014Natur.513...27F . дои : 10.1038/513027a . hdl : 21.11116/0000-0008-07A4-7 . ПМИД 25186884 .
- ^ Jump up to: а б с Наддаф, Мирьям (2023). «Европа потратила 600 миллионов евро на воссоздание человеческого мозга в компьютере. Как все прошло?» . Природа . 620 (7975): 718–720. Бибкод : 2023Natur.620..718N . дои : 10.1038/d41586-023-02600-x . ПМИД 37608010 . S2CID 261051625 .
- ^ Шива, Наяна (2023). «Что случилось с проектом человеческого мозга?» . Ланцет . 402 (10411): 1408–1409. дои : 10.1016/S0140-6736(23)02346-2 .
- ^ Jump up to: а б с «Рамочное партнерское соглашение» . Проект человеческого мозга . Архивировано из оригинала 2 февраля 2017 года.
- ^ «Коллаборация ЭБРЕЙНС» . ebrains.eu .
- ^ «Флагманы ФЭТ» . Горизонт 2020 . Европейская комиссия. 19 декабря 2013 года . Проверено 18 марта 2020 г.
- ^ Jump up to: а б «Проект «Человеческий мозг» переезжает в Женеву - SWI swissinfo.ch» . SWI swissinfo.ch . 29 октября 2013 года . Проверено 11 марта 2016 г.
- ^ Крейер AC, Ван LX (7 декабря 2022 г.). «Сотрудничество нейробиологии в Интернете: пример форума проекта человеческого мозга» . ПЛОС ОДИН . 17 (12): e0278402. Бибкод : 2022PLoSO..1778402K . дои : 10.1371/journal.pone.0278402 . ПМЦ 9728874 . ПМИД 36477663 .
- ^ Амунц К., Эбелл С., Мюллер Дж., Телефонт М., Нолл А., Липперт Т. (ноябрь 2016 г.). «Проект человеческого мозга: создание европейской исследовательской инфраструктуры для расшифровки человеческого мозга» . Нейрон . 92 (3): 574–581. дои : 10.1016/j.neuron.2016.10.046 . ПМИД 27809997 .
- ^ «Проект «Человеческий мозг» стал еще масштабнее» . Архивировано из оригинала 14 июля 2014 года . Проверено 7 июля 2014 г.
- ^ Jump up to: а б с «Отчет Европейской комиссии». Архивировано 16 июня 2016 года в Wayback Machine . Проект человеческого мозга.
- ^ «Обзор — Проект человеческого мозга» . www.humanbrainproject.eu . Архивировано из оригинала 2 августа 2013 года.
- ^ Форрест, доктор медицины (апрель 2015 г.). «Моделирование действия алкоголя на подробной модели нейронов Пуркинье и более простой суррогатной модели, которая работает более чем в 400 раз быстрее» . BMC Нейронаука . 16:27 . дои : 10.1186/s12868-015-0162-6 . ПМЦ 4417229 . ПМИД 25928094 .
- ^ Ван Л., Лю Дж., Харкин Дж., МакДэйд Л., Луо Ю. (2017). «Многослойная плиточная архитектура для эффективных аппаратных нейронных сетей». Микропроцессоры и микросистемы . 53 : 21–32. дои : 10.1016/j.micpro.2017.07.005 .
- ^ «Алгоритм масштабного моделирования мозга - Новости» . www.humanbrainproject.eu . Проверено 18 марта 2020 г.
- ^ «Социально-этическая рефлексия» . www.humanbrainproject.eu . Проверено 18 марта 2020 г.
- ^ «Открытое послание Европейской комиссии по поводу проекта человеческого мозга» . Нейробудущее . Архивировано из оригинала 31 августа 2014 года . Проверено 7 июля 2014 г.
- ^ Jump up to: а б Совет директоров HBP; Исполнительный комитет HBP (9 июля 2014 г.). «Жизненно важная роль нейробиологии в проекте человеческого мозга» (PDF) . Проект человеческого мозга . Архивировано из оригинала (PDF) 23 августа 2014 года . Проверено 11 марта 2016 г.
- ^ Образец I (7 июля 2014 г.). «Ученые угрожают бойкотировать проект по созданию человеческого мозга стоимостью 1,2 миллиарда евро» . Хранитель . Проверено 7 июля 2014 г.
- ^ Брин Дж. (8 июля 2014 г.). «Европейская попытка смоделировать мозг на суперкомпьютере стоимостью в миллиард долларов находится под угрозой провала» . Национальная почта .
- ^ Эпштейн Р. (18 мая 2016 г.). Вайнтрауб П. (ред.). «Ваш мозг не обрабатывает информацию и это не компьютер» . Очерки Эона . Проверено 23 мая 2016 г.
- ^ Тейл С. (2015). «Проблема в уме». Научный американец . 313 (4): 36–42. Бибкод : 2015SciAm.313d..36T . doi : 10.1038/scientificamerican1015-36 .
- ^ Тейл С. (2015). «Почему проект человеческого мозга пошел не так и как это исправить» . Научный американец.
- ^ Келли Э (3 ноября 2015 г.). «Проект человеческого мозга стоимостью 1 миллиард евро возвращается в нужное русло после того, как Комиссия подписывает новый контракт» . Наука|Бизнес . Проверено 18 марта 2020 г.
- ^ Ён Э (22 июля 2019 г.). «Проект человеческого мозга не оправдал своих обещаний» . Атлантика .
Внешние ссылки
[ редактировать ]
| Международный | |
|---|---|
| Национальный | |