Proyecto Blue Brain: Creando un revolucionario supercomputador que simule nuestro cerebro.

Últimamente he oído hablar mucho de un revolucionario proyecto científico llamado “Blue Brain” en el que España participa activamente junto a otros países y que trata de desvelar uno de los misterios más ocultos de la humanidad: Qué ocurre dentro de nuestro cerebro.

Su objetivo no es la invención de un cerebro artificial sino que pretende crear un simulador tridimensional del cerebro con el objetivo de ser una herramienta para comprender sus funciones, procesos, estructura y ayudar a los neurólogos en la investigación de enfermedades y disfunciones cerebrales como la depresión, alzheimer, parkinson, esquizofrenia…, probar fármacos u otras investigaciones utilizando dichos simuladores que incluso podrían estar disponibles online. Además de todo esto los investigadores esperan que en último término les ayude a desvelar el secreto de la conciencia humana.

Blue Rain es un importante proyecto internacional iniciado en el año 2002 con la fundación del Brain Mind Institute por Henry Markram y da sus primeros pasos en el 2005 con el acuerdo firmado con IBM para utilizar el superordenador Blue Gene. En la primera versión de este supercomputador cada uno de sus procesadores simulaban una sola neurona, así 8000 procesadores y una potencia de 22 Teraflops podían emular 10.000 neuronas. Actualmente una sola CPU puede simular varias neuronas llegando a un total de unas 100 millones. En 2007 finaliza la primera fase con la creación del primer modelo de columna cortical de  rata.

En 2009 entra a formar parte un equipo de científicos españoles bajo la iniciativa Cajal Blue Brain, coordinada por la Facultad de Informática de Madrid de la Universidad Politécnica de Madrid (UPM) y  el Instituto Cajal del CSIC (Consejo Superior de Investigaciones Científicas). También colaboran la Universidad de Castilla-La Mancha y la Universidad Rey Juan Carlos. El Centro de Supercomputación y Visualización de Madrid de la UPM (CeSViMa) utiliza  el Superordenador Magerit para el proyecto Blue Brain y es el segundo superordenador más potente de España ya que cuenta aprox. con 2700 cpus, una potencia de cómputo de 16 teraflops. Es necesario una máquina con esa capacidad ya que un segundo de actividad simulada en una diminura región del cerebro genera de 300 a 400 GB de información.

El objetivo final es la simulación  a nivel molecular y exacta de las funciones del neocórtex, la capa de 4 mm aprox. que rodea nuestro cerebro y el de los mamíferos y que nos permiten realizar funciones que carecen los demás seres vivos.

Proceso a grandes rasgos: Se exponen finas láminas de cerebro congelado (40-50 nanómetros) ante uno de los microscopios más avanzados del mundo,  el FIB-SEM, capaz de seriar y reconstruir las muestras. Aplican un electrodo con una pipeta fina que puede penetrar en la membrana de una de sus células cerebrales para establecer un contacto eléctrico. A continuación se estudia su comportamiento ya que disponen de mediciones que recogen cómo se comporta una de estas neuronas ante un estímulo determinado que servirá para construir  un modelo individual de una neurona. El equipo de laboratorio  graba la actividad de las neuronas individuales que son inyectadas con colorantes  y  usan mediciones biológicas para reconstruir la estructuras tridimensionales de las neuronas con la intención que los modelos se dispongan de tal forma que ocupen el volumen de una columna neocortical correspondiente a las observaciones biológicas de la posición de las neuronas en las distintas capas del córtex.

Henry Markram es director del Centro de Neurociencia de la Escuela Politécnica Federal de Lausana.

“Este procesador nos permitirá comprender en último término la inteligencia humana”. “Dentro de una década los investigadores se pondrán unas gafas y entrarán en el “cerebro azul”. Podrían entrar en un laboratorio virtual en el que llevar toda clase de experimentos”. Markram va más allá: “Acoplaremos el cerebro a un  alterego virtual controlado por un superordenador e incluso a un robot que interactuaría con el mundo físico, que podría hablar, aprender”. Seremos capaces de profundizar en los orígenes mismos del pensamiento”.

Doctor de Felipe: Neurobiólogo, investigador en el Ramón y Cajal, pertenece al CSIC (Consejo Superior de Investigaciones Científicas), lleva 30 años estudiando el cerebro y es uno de los mayores expertos del mundo en el estudio de la corteza cerebral.  Tratar de imitar al cerebro, lo cuál nos haría avanzar mucho en el desarrolo  de los procesadores ya que el cerebro humano gasta lo similar a una bombilla de 12 watios, por eso hay muchas empresas como IBM que están muy enteresadas en el estudio del cerebro humano. A pesar de que el cerebro que representa el 2% del peso corporal (1,4 kg  aprox.), consume el 20% de nuestra energía total, unos 12 watios; el Blue Gene utilizado para el proyecto consume 12 Mw (12 millones de watios).

Algunas de sus citas curiosas sacadas de  entrevistas:

“El mundo de la jirafa, del perro, del hombre son abasolutamente distintos. Hay tantos mundos como seres vivos pueblan la tierra”. Nuestros sentidos nos dan una información limitada del mundo, lo que precibimos es una interpretación de nuestro cerebro”.

“Algún día podremos tener un cerebro artificial”.

“El proyecto Blue Brain es similar al proyecto Genoma ya que se trata de averiguar el conectoma o el mapa sináptico de la corteza cerebral utilizando tecnologías de última generación”.

Algunas preguntas y respuestas curiosas entresacadas de alguna de sus entrevistas:

– ¿Se podría conseguir que un ordenador pensara como un cerebro humano? – Cuando conozcamos como se construye el cerebro podremos imitarlo con un  ordenador”.

– Imagine que el simulador Blue Brain está terminado, ¿tendríamos un ordenador consciente de su propia existencia?- Si el cerebro es una máquina biológica, ya sabemos cómo funciona en su totalidad y se puede recrear en silicio, ¿Por qué no?

– Desconectar a Blue Brain sería como matar un ser vivo, ¿habría un problema ético como el de la eutanasia?- Si creas una máquina que siente y padece, si la desconectas también podría crear problemas éticos.

Curiosidades del programa de Julia en la Onda del 06/08/2010:

Qué opina de Mátrix: – Ya hay conocimientos estudios y descubrimientos que se han alcanzado en laboratorios que no han llegado a la gente todavía; como por ejemplo, cómo se almacena la memoria en pequeñas estructuras llamadas espinas que las descubrió Cajal. Si pudiéramos conseguir  imitar un cerebro completo se podría tener una actividad muy semejante a la que tuviera un cerebro biológico.

El Jovencito Frankenstein: – ¿El trasplante del cerebro sería posible? – Se hacen trasplantes de fragmentos de cerebro en animales y funciona. Hay que tener en cuenta que el cerebro es uno mismo y que un trasplante significaría trasplantar al “yo”.

Odisea 2001 del espacio: – HAL 9000 es un cerebro artificial que acaba por tener sentimientos. ¿Podría tener una máquina sentimientos? -Ya hay ordenadores que aprenden funciones para las que antes no estaban programadas. No hay que tener miedo a dejar volar la imaginación.

“El cerebro es una máquina biológica muy compleja pero finita, un universo que cabe en nuestra mano, que algún día, no dentro de mucho podremos conocer cuál es el diseño y podremos simular lo que es el cerebro humano”. (Doctor de Felipe).

Para saber más:

– Wikipedia: Blue Brain.

– El proyecto Blue Brain ayudará a conocer cómo funciona el cerebro.

– El proyecto Blue Brain: siguiendo el rastro de Cajal.

– What is the international Blue Brain Proyect?

– Proyecto Blue Brain.