Проект «Человеческий мозг» ( HBP ) был научно-исследовательским проектом ЕС стоимостью 1 млрд евро , который длился десять лет с 2013 по 2023 год. [2] [3] [4] Используя высокопроизводительные суперкомпьютеры exascale, он создал инфраструктуру, которая позволила исследователям продвигать знания в области нейронауки , вычислений и медицины, связанной с мозгом. [5] Его преемником стал проект EBRAINS . [6]
Проект, который стартовал 1 октября 2013 года, был флагманом Европейской комиссии Future and Emerging Technologies . Проект HBP координировался Федеральной политехнической школой Лозанны и в значительной степени финансировался Европейским союзом . [7] Координационный офис проекта находился в Женеве , Швейцария . [8]
Рецензируемые исследования показывают, что форум для публичного обсуждения (форум проекта 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 проблемами программирования и вопросами, близкими к основным областям HBP.
Основой подхода 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 разных дисциплин, включая нейронауку, философию и информатику, чтобы воспользоваться циклом экспериментальных данных, теорий моделирования и симуляций. Идея заключается в том, что эмпирические результаты используются для разработки теорий, которые затем способствуют моделированию и симуляциям, которые приводят к прогнозам, которые в свою очередь проверяются эмпирическими результатами. [10]
Основной целью HBP является создание исследовательской инфраструктуры на основе ИКТ для изучения мозга, когнитивной нейронауки и вычислений, основанных на работе мозга , которые могут использоваться исследователями по всему миру.
Проект разделен на 12 подпроектов. Шесть из них разрабатывают платформы на основе ИКТ (подпроекты 5–10), которые состоят из прототипов оборудования, программного обеспечения, баз данных и интерфейсов программирования. Эти инструменты доступны исследователям по всему миру через HBP Collaboratory . Четыре подпроекта собирают данные по эмпирической нейронауке и устанавливают теоретические основы (подпроекты 1–4), а один отвечает за этику и общество (подпроект 12). Подпроект 11 координирует проект.
Координатором HBP выступает Федеральная политехническая школа Лозанны, в ней участвуют исследователи из более чем 117 партнерских учреждений в 19 странах Европы. [5] Среди известных партнерских учреждений — Гейдельбергский университет , Исследовательский центр Юлиха и Университетская больница Лозанны .
Научное руководство осуществляется представителями каждого из подпроектов HBP, которые образуют Совет по науке и инфраструктуре (SIB). Катрин Амунц из Исследовательского центра Юлиха является председателем SIB. Алоиз Кнолль из Технического университета Мюнхена является заместителем председателя SIB по программному обеспечению. Директорат руководит повседневной работой HBP — его возглавляет Андреас Мортенсен из EPFL.
HBP финансируется Генеральным директоратом Европейской комиссии по сетям связи, контенту и технологиям (DG CONNECT) в рамках FP7 , программы финансирования исследований и инноваций ЕС. Это был один из двух первоначальных флагманских проектов Future Emerging Technologies (FET).
Проект разделен на пять фаз, каждая из которых финансируется отдельно. Призыв к финансированию для первоначальной двух с половиной годовой «Фазы наращивания» проекта в размере 54 миллионов евро был закрыт в ноябре 2013 года, а результаты были объявлены в марте 2014 года. Двадцать два проекта из тридцати двух организаций были отобраны для первоначального финансирования в размере 8,3 миллионов евро. [11] Фаза наращивания завершилась 31 марта 2016 года. Финансирование пересматривается каждые два года с использованием соглашений о конкретных грантах (SGA); первое из которых началось в апреле 2016 года (заканчивается в апреле 2018 года), а второе с общим финансированием ЕС в размере 88 миллионов евро, начиная с апреля 2018 года (заканчивается в марте 2020 года). Общие расходы HBP оцениваются в 1,019 млрд евро, из которых 500 млн евро будут предоставлены Европейской комиссией, 500 млн евро — национальными, государственными и частными организациями и 19 млн евро — партнерами по фазе наращивания основного проекта. [5]
Одним из основных препятствий проекта является несистематический 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 в себя инженерные проблемы, связанные с энергопотреблением , памятью и хранением . [13] Например, подробные представления нейронов требуют больших вычислительных затрат , [14] [15] а моделирование всего мозга находится на переднем крае наших вычислительных возможностей. [16]
Технологии, созданные HBP и другими подобными проектами, предлагают несколько возможностей для других областей исследований. Например, модель мозга может быть использована для изучения признаков заболевания в мозге и воздействия определенных лекарств , что позволяет разрабатывать более совершенные методы диагностики и лечения. В конечном итоге эти технологии, вероятно, приведут к более продвинутым медицинским возможностям, доступным пациентам по более низкой цене. [12]
Кроме того, детальное моделирование мозга требует значительной вычислительной мощности , что приводит к разработкам в области суперкомпьютеров и энергоэффективных, вдохновленных мозгом вычислительных технологий. 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 в качестве объектов исследования и собранных данных. Последствия для европейского общества, промышленности и экономики исследуются Лабораторией прогнозирования Программы этики и общества HBP. [17]
Открытое письмо было отправлено 7 июля 2015 года Европейской комиссии 154 европейскими исследователями (750 подписей по состоянию на 3 сентября 2014 года) [2], в котором жаловались на чрезмерно узкий подход HBP и угрожали бойкотировать проект. [18] Центральным моментом этого противоречия был внутренний спор о финансировании когнитивных ученых, которые изучают высокоуровневые функции мозга, такие как мышление и поведение. Однако HBP заявила, что «нет никаких сомнений в том, что познание и поведение жизненно важны для HBP», объяснив, что когнитивные нейробиологические исследования были перепозиционированы в проекте, чтобы позволить основному проекту сосредоточиться на создании платформ. Кроме того, открытое письмо призвало ЕК «перераспределить финансирование, в настоящее время выделяемое на основные и партнерские проекты HBP, на широкое финансирование, направленное на нейронауку, для достижения первоначальных целей HBP — понимания функций мозга и их влияния на общество». В своем ответе HBP заявил, что «хотя нейробиологические исследования генерируют огромное количество ценных данных, в настоящее время не существует технологии для обмена, организации, анализа или интеграции этой информации, помимо статей и даже баз данных. HBP предоставит критически важный недостающий слой для перехода к многоуровневой реконструкции и моделированию мозга». Он добавил, что «когнитивная и поведенческая нейробиология станет наиболее значимым компонентом нейробиологии в HBP в ходе проекта. Однако для этого сначала должны быть созданы платформы». [19]
Питер Даян , директор вычислительной нейронауки в Университетском колледже Лондона , утверждал, что цель крупномасштабного моделирования мозга радикально преждевременна, [20] а Джеффри Хинтон сказал, что «реальная проблема с этим проектом в том, что они понятия не имеют, как заставить такую большую систему обучаться». [21] Аналогичные опасения относительно методологии проекта были высказаны Робертом Эпштейном . [22]
HBP заявила, что ее члены разделяют неопределенность, окружающую крупномасштабное моделирование, но что «реконструкция и моделирование человеческого мозга — это видение, цель; выгоды будут получены от технологии, необходимой для достижения этого. Эта технология, разработанная HBP, принесет пользу всей нейронауке, а также смежным областям». [19]
В 2015 году проект подвергся процессу пересмотра, и трехчленный исполнительный комитет 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 выделила его инициативе — проекту «Человеческий мозг» (HBP) — ошеломляющий грант в размере 1 миллиарда евро (стоимостью около 1,42 миллиарда долларов на тот момент)... люди, с которыми я общался, затруднились назвать основной вклад, который HBP внес за последнее десятилетие». [26] В другой статье сделан вывод, что «в конечном итоге мегапроект действительно создал сообщества ученых, сосредоточенных на некоторых общих целях, — говорит он. — Это непреходящее наследие». [3]
