Proyek Blue Brain
Proyek Blue Brain adalah inisiatif penelitian otak dari Swiss yang bertujuan untuk menciptakan rekonstruksi digital dari hewan pengerat dan akhirnya manusia menggunakan rekayasa balik sirkuit otak mamalia. Proyek ini diresmikan pada Mei 2005 oleh Lembaga Otak dan Pikiran École Polytechnique Fédérale de Lausanne (EPFL) di Swiss. Misinya adalah menggunakan rekonstruksi digital yang terperinci secara biologis dan simulasi otak mamalia untuk mengidentifikasi prinsip-prinsip dasar struktur dan fungsi otak.[1]
Proyek ini dipimpin oleh direktur pendiri Henry Markram — yang juga meluncurkan Proyek Otak Manusia Eropa — dan dipimpin oleh Felix Schürmann dan Sean Hill. Menggunakan superkomputer Blue Gene yang menjalankan software NEURON milik Michael Hines ini, simulasi melibatkan model biologis yang realistis dari neuron[2][3][4] dan model konektom empiris yang direkonstruksi. Diharapkan bahwa pada akhirnya proyek ini akan menjelaskan sifat kesadaran.[4]
Ada sejumlah sub-proyek, termasuk Blue Brain Cajal, yang dikoordinasikan oleh Pusat Superkomputer dan Visualisasi Madrid (CeSViMa), dan yang lainnya dijalankan oleh universitas dan laboratorium independen.[5]
Tujuan
suntingTujuan awal proyek, yang selesai pada bulan Desember 2006,[6] adalah pembuatan kolom neokortikal tikus yang disimulasikan, yang oleh beberapa peneliti dianggap sebagai unit fungsional terkecil dari neokorteks,[7][8] dianggap bertanggung jawab atas fungsi yang lebih tinggi seperti pikiran sadar. Pada manusia, setiap kolom sekitar 2 mm panjangnya, memiliki diameter 0,5 mm dan mengandung sekitar 60.000 neuron. Kolom neokortikal tikus sangat mirip dalam struktur tetapi hanya mengandung 10.000 neuron dan 108 sinapsis.[9]
Perkembangan
suntingPada 2005, model seluler pertama selesai. Kolom neokortikal seluler buatan pertama dari 10.000 sel dibangun pada tahun 2008. Pada bulan Juli 2011, sebuah mesosirkuit seluler dari 100 kolom neokortikal dengan sejuta sel total dibangun. Otak tikus seluler direncanakan untuk 2014 dengan 100 mesosirkuit berjumlah seratus juta sel. Otak manusia seluler yang setara dengan 1.000 otak tikus dengan jumlah total seratus miliar sel diperkirakan akan mungkin dimodelkan pada tahun 2023.[10][11]
Pada 2015, para ilmuwan di École Polytechnique Fédérale de Lausanne (EPFL) mengembangkan model kuantitatif dari hubungan yang sebelumnya tidak diketahui antara astrosit sel glial dan neuron. Model ini menggambarkan manajemen energi otak melalui fungsi unit pembuluh darah saraf (NGV). Lapisan tambahan sel neuron-glial sedang ditambahkan ke model Proyek Blue Brain untuk meningkatkan fungsionalitas sistem.[12]
Pada 2017, Proyek Blue Brain menemukan bahwa klik saraf terhubung satu sama lain dalam hingga sebelas dimensi. Direktur proyek menyarankan bahwa kesulitan memahami otak sebagian karena matematika biasanya diterapkan untuk mempelajari jaringan tidak dapat mendeteksi banyak dimensi. Proyek Blue Brain mampu memodelkan jaringan ini menggunakan topologi aljabar.[13]
Pada tahun 2018, Proyek Blue Brain merilis atlas sel otak 3D digital pertama yang, menurut ScienceDaily, seperti "beralih dari peta yang digambar tangan ke Google Earth", memberikan informasi tentang jenis sel utama, angka, dan posisi di 737 wilayah dalam otak.[14]
Pendanaan
suntingProyek ini didanai terutama oleh pemerintah Swiss dan dana unggulan Future and Emerging Technologies (FET) dari Komisi Eropa,[15] dan yang kedua oleh hibah dan donasi dari individu-individu swasta. EPFL membeli komputer Blue Gene dengan biaya lebih murah karena masih berupa prototipe dan IBM tertarik untuk mengeksplorasi bagaimana kinerja aplikasi pada mesin. BBP dipandang sebagai validasi dari konsep superkomputer Blue Gene.[16]
Proyek terkait
sunting
Blue Brain Cajal
suntingProyek Blue Brain Cajal dikoordinasi oleh Universitas Teknis Madrid dan menggunakan fasilitas Pusat Superkomputer dan Visualisasi Madrid dan superkomputer Magerit nya.[17] Institut Cajal juga berpartisipasi dalam kolaborasi ini. Jalur utama penelitian yang saat ini sedang dilakukan di Blue Brain Cajal termasuk eksperimen neurologis dan simulasi komputer. Nanoteknologi, dalam wujud mikroskop otak yang baru dirancang, memainkan peran penting dalam rencana penelitiannya.[18]
Dokumentasi
suntingFilm dokumenter 10 bagian dibuat oleh Noah Hutton ; setiap angsuran akan mengeksplorasi kerja proyek selama setahun di EPFL. Pembuatan film dimulai pada tahun 2009 dan film dokumenternya direncanakan akan dirilis pada tahun 2020. Proyek penelitian serupa lainnya juga disebutkan.[19]
Lihat pula
sunting- Otak buatan
- Kecerdasan buatan
- Jaringan saraf tiruan
- BRAIN Initiative
- CoDi
- Arsitektur kognitif
- Ilmu Kognitif
- Google Brain
- Proyek Human Brain
- Jaringan saraf
- Neuroinformatika
- Garis besar pemetaan otak
- Garis besar otak manusia
- Proyek Joshua Blue
- Argumen simulasi
- Simulasi realita
- Simulasi sosial
- Emulasi otak keseluruhan
Referensi
sunting- ^ "EPFL – École polytechnique fédérale de Lausanne" (dalam bahasa Inggris). Diakses tanggal 2019-07-08.
- ^ Graham-Rowe, Duncan. "Mission to build a simulated brain begins", NewScientist, June 2005.
- ^ Palmer, Jason. Simulated brain closer to thought, BBC News.
- ^ a b Segev, Idan. "ASC 2012: Prof. Idan Segev - The blue brain". The Hebrew University of Jerusalem. Diakses tanggal 31 May 2013.
- ^ "MiDaS - Cajal Blue Brain". midas.ctb.upm.es. Diarsipkan dari versi asli tanggal 2016-09-05. Diakses tanggal 2019-07-08.
- ^ "Project Milestones". Blue Brain. Diakses tanggal 2008-08-11.
- ^ Horton, JC; Adams, DL (April 2005). "The cortical column: a structure without a function". Philos. Trans. R. Soc. Lond. B Biol. Sci. 360 (1456): 837–62. doi:10.1098/rstb.2005.1623. PMC 1569491
. PMID 15937015.
- ^ Author: Rakic, P. | Journal: National Academy of Sciences |105[34] | pp: 12099-12100 | web: http://www.pnas.org/content/105/34/12099.full
- ^ Beaulieu, Clermont (1993-4). "Numerical data on neocortical neurons in adult rat, with special reference to the GABA population". Brain Research (dalam bahasa Inggris). 609 (1-2): 284–292. doi:10.1016/0006-8993(93)90884-P.
- ^ "Henry Markram: Simulating the brain; the next decisive years, video [3/3] 07:00". Diakses tanggal 2011-08-29.
- ^ "Henry Markram: Simulating the brain; the next decisive years - 07:00". Diakses tanggal 2011-08-29.
- ^ Multi-timescale Modeling of Activity-Dependent Metabolic Coupling in the Neuron-Glia-Vasculature Ensemble. PLOS Computational Biology, 2015. http://journals.plos.org/ploscompbiol/article?id=10.1371/journal.pcbi.1004036
- ^ "Blue Brain Team Discovers a Multi-Dimensional Universe in Brain Networks". Frontiers Science News, June 12, 2017.
- ^ "Blue Brain Project releases first-ever digital 3D brain cell atlas". ScienceDaily. November 28, 2018. Diakses tanggal 18 April 2019.
- ^ Abbott, Alison. "Billion-euro brain simulation and graphene projects win European funds". doi:10.1038/nature.2013.12291.
- ^ "Blue Brain Project - IBM has not withdrawn support". Henry Markram, Project Director as quoted by IBM Switzerland to Technology Report on January 19, 2009. Diakses tanggal 2009-04-14.
- ^ "Cajal Blue Brain Project". Diakses tanggal 2011-01-07.
- ^ "Nanotechnology Microscope for Brain Studies". Diakses tanggal 2011-01-07.
- ^ "Blue Brain Film Information". Diarsipkan dari versi asli tanggal 2012-11-28. Diakses tanggal 2019-07-08.
