Hacer una réplica por supercomputador del cerebro humano #tecnologia

Cratula

Los antiguos cirujanos egipcios creían que el cerebro era el tuétano del cráneo. El filósofo Aristóteles afirmaba que el cerebro era un radiador para enfriar “el calor y la ebullición” del corazón.

Si bien la neurociencia ha recorrido un largo camino desde entonces, la cantidad de conocimiento que tenemos sobre el cerebro sigue siendo minúscula, en comparación con lo que ignoramos.

Durante el siglo pasado, la investigación sobre el cerebro ha dado grandes avances, pero la información recabada es altamente específica y muy dispersa. No se ha podido aprovechar todo ese conocimiento hasta hace poco, por falta de un modelo de sistema que federe todos los trabajos de investigación realizados hasta la actualidad.

Henry Markram, un neurocientífico, director del Proyecto sobre el Cerebro Humano (The Human Brain Proyect) que gracias a los argumentos de su gran visión, logró que la Comisión Europea le otorgara en enero último, un presupuesto de 1000 millones de euros, para financiar su colosal proyecto: realizar una simulación por supercomputador de un cerebro humano completo, y lograrlo en el plazo de 10 años.

La idea puede sonar descabellada para muchos, y lo es para algunos científicos que no creen que se pueda hacer una réplica del cerebro humano, y aún si se pudiera, nada garantiza que dicho cerebro computacional piense.

Henry Markram dice que la única cosa que impide que los científicos comprendan el cerebro humano en su integralidad, desde el nivel molecular, hasta el gran misterio de la conciencia, es la falta de ambición. Si la neurociencia se deja guiar, The Human Brain Project (HBP) lograría simular con la ayuda de un supercomputador, las cerca de 100 mil millones de neuronas y sus 100 mil billones de conexiones.

Markram entusiasmó a un gran número de especialistas en neurociencias y ciencias de la computación, por sus argumentos y por lo que había logrado antes. En 2005, fundó el proyecto Blue Brain, en el Instituto del Cerebro y la Mente, de la Escuela Politécnica Federal de Lausana (EPFL), en Suiza, una de las más grandes y prestigiosas instituciones educativas de alto nivel en el mundo.

Markram logró simular la columna cortical de una rata, que puede considerarse la menor unidad funcional del neocórtex (la parte del cerebro que se cree responsable de las funciones superiores como el pensamiento consciente). La columna cortical contiene 60,000 neuronas en los humanos y 10,000 en las ratas. Para lograr esto, la EPFL tuvo que comprar el supercomputador Blue Gene, que en aquel entonces era un prototipo que IBM quería experimentar.

¿Para qué realizar este proyecto? ¿Cuál sería su utilidad?

Henry Markram ve dos objetivos principales que se basan en su firme convicción que comprender a cabalidad el funcionamiento del cerebro permitiría encontrar una solución a las cerca de 600 enfermedades del sistema nervioso, y por otro lado, construir computadores basados en el funcionamiento del cerebro, los llamados ordenadores neuronales.

Markram está convencido que se puede lograr la meta de este proyecto en 10 años, basado en su estrategia federativa. Markram quiere reunir todos los trabajos de investigación en neurociencias y computación, que se han realizado a lo largo de las últimas décadas y procesarlos con un superordenador. Al mismo tiempo federar el trabajo de unos 6000 científicos alrededor del mundo, para optimizar la investigación, federando los conocimientos y las inteligencias de éstos. Markram cuenta con un equipo de dirección de 15 científicos de nivel de post-doctorado, a quienes logró entusiasmar con su proyecto.

Henry Markram afirma que la principal dificultad en la realización del HBP, es la falta de potencia computacional suficiente que tenemos actualmente. El afirma que para realizar la inmensa cantidad de cálculos requeridos, necesita un supercomputador 100 mil veces más veloz que el actual. El confía en la ley de Moore, que expresa que aproximadamente cada dos años se duplica el número de transistores en un circuito integrado, y por lo tanto el aumento de la potencia de los computadores.

En el siguiente diagrama se muestra una escala comparativa con los valores de capacidad de memoria y de velocidad de procesamiento, y donde se ubican las entidades vivientes y los dispositivos computacionales. Se puede apreciar que para lograr la simulación del cerebro de una rata y luego, la simulación del cerebro humano, se requiere 100 mil veces más velocidad de cálculo. Markram confía que en 10 años, los ingenieros en computación lograrán diseñar un supercomputador con dicha potencia.

Los EEUU, no queriendo quedarse atrás, decidieron también hacer su proyecto al que bautizaron simplemente BRAIN. Esta iniciativa fue anunciada por el presidente Obama, quien ofreció 3000 millones de dólares, pero que sólo pudo presupuestar para este año, 100 millones.

Markram no está de acuerdo con el enfoque del proyecto americano BRAIN, que se centra en la generación de más datos. The Human Brain Project se basa principalmente en la integración de datos.

Una de las críticas más duras al proyecto HBP, viene del eminente neurocientífico Moshe Abeles, de la Universidad Bar-Ilan en Israel, quien señala que el cerebro “difiere de un individuo a otro, y en algunos aspectos también difiere en cada uno de nosotros de un día a otro. Nuestra capacidad para entender todos los detalles, incluso de un solo cerebro es prácticamente nula. Por lo tanto, la afirmación de que la acumulación de más y más datos dará lugar a la comprensión de cómo funciona el cerebro no tiene ninguna esperanza de éxito”.

Pero justamente no se trata de solo acumular datos, sino de integrarlos. En todo caso, este 16 de junio se reunirá el equipo del HBP para discutir sobre la hoja de ruta que seguirán en los próximos años, pues a pesar del entusiasmo, este proyecto no deja ser un desafío colosal para la ciencia y la tecnología. El tema de la discusión será “La Supercomputación y el HBP – Siguiendo la investigación del cerebro y las TIC en su búsqueda de 10 años”.

En el siguiente video, podrás escuchar una breve conferencia de Henry Markram, realizada hace algunos meses, donde explica de manera magistral, su proyecto.

Link: Thought Experiment: Build a Supercomputer Replica of the Human Brain (wired.com)

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