Европейский проект изучения мозга идет верной дорогой

По словам Анри Маркрама (Henry Markram), одного из руководителей проекта «Human Brain Project», сейчас прикладывается значительные усилия с тем, чтобы конкретизировать все высказываемые в адрес проекта сомнения и внимательно проанализировать их. Keystone

Осенью 2013 года в Швейцарии стартовал амбициозный «Human Brain Project», «флагман» Европейской комиссии, в центре которого стоит вопрос изучения головного мозга человека и создания его компьютерной модели. Проект пережил кризис, став объектом критики со стороны ряда ученых, специализирующихся в области нейробиологии, но теперь эксперты говорят о том, что, преодолев научные разногласия, проект идет «верной дорогой».

Выступая недавно перед научной аудиторией, собравшейся в стенах старинного университета живописного немецкого города Гейдельберг, один из самых ярких и харизматичных руководителей «Human Brain Project» (НВРВнешняя ссылка) Анри Маркрам (Henry Markram) выглядел довольно усталым. Тем не менее, в своей речи ему удалось довольно живо и доступно описать суть и характер работы, проделанной им и его командой ученых за последние 12 месяцев. Результат, по его словам, налицо: «Мы достигли очевидного прогресса».

Анри Маркрам, видный ученый-нейробиолог из швейцарской лозаннской Высшей технической школы (EPFL) является одним из ведущих координаторов всего проекта. «Нам удавалось довольно точно придерживаться плана, который мы наметили еще в самый первый день работы, хотя некоторые спецпроекты внутри „НВР“ и создавали нам определенные преграды, которых мы в первые два-три года не ожидали».

Примерно четыреста сотрудников проекта «НВР» прибыли в конце сентября в немецкий университетский город для того, чтобы послушать А. Маркрама, представить свои собственные результаты и обсудить в целом глобальные перспективы в области исследования человеческого мозга. Напомним, что в проекте «НВР» стоимостью 1,1 миллиарда евро или 1,3 миллиарда франков участвуют 112 партнерских организаций и фирм из 24 стран, в основном из Европы, но также и из Канады, Китая, Израиля, Японии и США.

По словам А. Маркрама, были достигнуты 90% целей, намеченных на первый год и распределенных по 13-ти спецпроектам. Среди этих целей особенно выделяются создание биологически реалистичной 3D-модели мозга крысы, открытие Европейского института теоретической нейробиологииВнешняя ссылка в Париже и публикация 3D-атласа характеристик мозга, разрешение которого в 50 раз превышает разрешение предыдущего атласа такого рода.

К тому же исследователи проекта «Human Brain Project» смогли на четырех суперкомпьютерах — и среди них один из Швейцарского национального суперкомпьютерного центра в ЛуганоВнешняя ссылка — начать широкомасштабные симуляции и протестировать созданные по образу и подобию человеческого мозга так называемые «нейроморфные чипы», которые в будущем могли бы составить конкуренцию современным высокопроизводительным компьютерам. «Благодаря нам во всем мире начался просто бум нейрофизиологии и нейробиологии», — заметил А. Маркрам, и тут он был совершенно прав.

В самом деле, аналогичные проекты уже были начаты в настоящее время в США, Китае, Японии и Австралии. В сентябре было объявлено, в частности, что 58 исследовательских групп, участвующих в американском проекте BRAINВнешняя ссылка, реализующемся под патронатом президента Б. Обамы, получили финансовую поддержку в размере 46 миллионов долларов. Инициаторы проекта рассчитывают получить в течение 12-ти следующих лет на проведение нейрофизиологических исследований порядка 4,5 миллиардов долларов.

«США вынашивали планы по исследованию мозга в течение многих лет, но чтобы их начать, я думаю, им необходим был вот такой небольшой пинок», — добавил А. Маркрам. «Представьте только: ведь в итоге понимать, как работает мозг, будет не один какой-то конкретный человек, а каждый, мы все, вся планета». Что касается финансовых проблем, возникших в результате приостановки членства Швейцарии в европейской исследовательской программе «Horizon-2020Внешняя ссылка» из-за принятия ею 9 февраля 2014 года инициативы «Против массовой иммиграции», то сейчас они уже почти все решены.

По словам А. Маркрама, в сентябре 2014 года Швейцария и Евросоюз договорились о частичном возобновлении их сотрудничества в рамках одного из «подпроектов» этой программы под названием «Excellent Science». Это означает, что Швейцария снова начнет получать деньги на проведение исследований человеческого мозга напрямую из Евросоюза. Средства эти пойдут из общего научного бюджета ЕС, в котором сейчас сосредоточена огромная сумма в 25 миллиардов евро.

«Голосование в Швейцарии по „миграционной инициативе“ стало своего рода бумерангом, навредив самой же Швейцарии», — подчеркнул А. Маркрам. «Однако умная политика Еврокомиссии и швейцарского правительства позволила, все-таки, эту проблему решить, и Швейцария более не отрезана от семи основных „флагманских“ европейских научных проектов, а так же от стипендий, выделяемых Европейским исследовательским советом» («European Research Council» — «ERC»).

Битва идей

И все-таки, несмотря на все во многом оправданные восторги, горизонт проекта «НВР» продолжат омрачаться продолжающимся спором между учеными-нейробиологами. Напомним, что летом 2014 года целая группа таких исследователей направила в Еврокомиссию открытое письмоВнешняя ссылка с просьбой пересмотреть и конкретизировать научные цели, поставленные перед «НВР» и установить более плотный контроль над проектом. Подписи под петицией поставили более 700 ученых.

«Оппозиционеры» были убеждены, что у проекта непрозрачное управление, и что цели, который он на самом деле ставит перед собой, не имеют ничего общего с теми, о которых официально сообщалось научному сообществу. Критикуя, они обещали, что не будут претендовать на участие в партнерских проектах «НВР», финансирование которых, в размере не менее 50 миллионов евро в год, наполовину поступает из бюджетов стран-участников, а на другую половину из бюджета Еврокомиссии.

Суть же проблемы, по мнению критиков, заключается в планах руководства «НВР», полагаясь исключительно на компьютерное моделирование, заметно сократить долю когнитивных исследований, напрямую изучающих познавательные процессы человеческой психики. «Кризис является по большей части результатом расхождения мнений о том, какова роль и каково место нейробиологии как науки в рамках проекта «НВР».

Таково, по крайней мере, мнение Ива Френьяка (Yves Fregnac), директора отдела исследовательских проектов в «Парижском национальном Центре научных исследований» («Centre National de la Recherche Cientifique») и Жиля Лорана (Gilles Laurent), руководитель отдела исследований человеческого мозга в «Институте имени Макса Планка» («Max-Planck-Institut») во Франкфурте-на-Майне, высказанное ими в своем открытом письме, опубликованном в номере журнала «Nature»Внешняя ссылка от сентября 2014 года.

По их мнению, «с самого начала нейробиологи давали понять, что во всех этих грандиозных компьютерных симуляциях будет мало смысла с случае, если они не окажутся подкреплены эмпирическими данными, которые было бы необходимо иметь для проверки точности созданных рабочих гипотез. А так „НВР“ просто становится дорогостоящим проектом по управлению базами данных в погоне за новой компьютерной архитектурой».

Еврокомиссия защищается

Европейская комиссия однозначно поддерживает и проект, и его команду, однако она уже указала на некоторые изменения, которые, по ее мнению, желательно было бы произвести. В первом Оценочном отчетеВнешняя ссылка о состоянии процесса реализации целей рамочного партнерского соглашения с проектом «НВР», на основе которого принимается решение о выделение ученым и их проектам финансирования в рамках программы «Horizon 2020», эксперты Еврокомиссии рекомендовали более активно учитывать именно когнитивные исследования, в объеме, предусмотренном в первоначальном варианте проекта. Предлагалось также усовершенствовать и сделать более эффективными управленческие структуры «НВР», увеличив параллельно общественную прозрачность проекта.

«Я думаю, что сейчас мы пошли верным путем. Еврокомиссия обязалась полностью поддерживать проект», — говорит Тьерри ван дер Пиль (Thierry Van der Pyl), директор программы Еврокомиссии по поддержке инновационных и ориентированных на будущее научных проектов («Excellenz der Wissenschaft»). «Сомнения, выраженные в упомянутом открытом письме, мы изучаем очень серьезно и мы в достаточной степени уверены в том, что можно найти решения, которые позволят начать реализовывать проект в формате, объединяющем ученых, а не разгоняющем их про разным научным углам».

Со своей стороны Анри Маркрам подчеркнул, выступая в Гейдельберге, что руководство проекта работает над тем, чтобы «четко локализировать и обозначить научные опасения ученых». Но в итоге его послание было выдержано в примиряющих тонах: «Любые дебаты и разногласия являются знаком перемен, и они очень важны. Мы должны их принять и тесно сотрудничать с коллегами, которые придерживаются иного мнения».

Готовность к компромиссу

В ответ на открытое письмо коллег правление «НВР» назначило авторитетного арбитра и посредника, которым стал известный немецкий ученый Вольфганг Марквардт (Wolfgang Marquardt), руководитель «Немецкого исследовательского центра в Юлихе» («Deutsches Forschungszentrum JuelichВнешняя ссылка»). Он должен подвергнуть инспекции управленческие структуры проекта и определить, как должны выглядеть его «сбалансированные научные цели». До конца 2014 года он должен подготовить отчет.

Назначение В. Марквардта ученые — «диссиденты» квалифицируют как шаг в верном направлении. «Нас очень радует то, как Еврокомиссия реагирует на наши сомнения, и то, что она уже назначила посредника», — указал Александр Пуже (Аlexandre Pouget), ученый-невролог из университета Женевы. «Мы видим, что В. Марквардт решительно настроен тщательно проанализировать ситуацию и затем предложить подходящие решения. В этом мы желаем ему удачи».

Мозг в цифрах

— средний вес: 1,36 кг;

— 85% мозга составляет «конечный мозг» (telencephalon) — самый передний отдел головного мозга. Состоит из двух полушарий большого мозга (покрытых корой), мозолистого тела, полосатого тела и обонятельного мозга. Является наиболее крупным и развитым отделом головного мозга, отвечающая за интеллектуальные функции, эмоции и черты характера личности;

— Мозг на 75% состоит из воды;

— 40% мозга — клеточные отростки нервных окончаний, которые проводят импульсы (дендриты и нейриты), 60% — мозговые клетки (нейроны);

— в мозге находятся около 100 миллиардов нейронов;

— на один нейрон приходится от 1000 до 10 тыс. синапсов (соединений нейронов);

— мозг перестает расти примерно с 18 лет;

— чтобы функционировать, мозгу необходимо 20% крови и 20% кислорода, потребляемых организмом в целом;

— в мозге находятся кровеносные сосуды общей протяженностью около 160 тыс. км.

Источник: http://www.nursingassistantcentral.com

Перевод на русский и адаптация: Юлия Немченко