01-5765850

А они стараются. В прошлом месяце в Японии при помощи суперкомпьютера удалось симулировать одну секунду мозговой активности; прошлым летом немецкие ученые представили объемную модель человеческого мозга в удивительно высоком разрешении; а в апреле администрация Обамы объявила о создании «инициативы МОЗГ», исследовательского проекта стоимостью в сотни миллионов долларов и продолжительностью в десятилетия. Его скромная цель? Зафиксировать роль каждого из десятков биллионов нейронов в человеческом мозге и создать «коннектом» — максимально подробную карту нейронных связей мозга.

Теоретически полный коннектом отдельно взятого мозга будет представлять собой копию всех связей между всеми воспоминаниями, мыслями и переживаниями человека за всю его жизнь. Последствия такого досконального познания мозговых функций очень широки — однако пока они в основном умозрительны.

18-9521911

Но нужная техника, благодаря причудливому ходу прогресса, уже строится и совершенствуется, и некоторые футурологи предсказывают, что человеческий мозг можно будет научиться копировать и сохранять уже в ближайшие два десятилетия. Естественно, лаборатории по всему миру стремятся стать первыми в этой области, но тех, кто способен продать вам технологию уже сегодня, вряд ли найдется много.

47-9674902

Одна из уже существующих лабораторий — Brain Backups («Резервная копия мозга»). Стартап в  области нейроинформатики, во главе с тридцатидвухлетним Расселом Хансеном, который занимается построением карты человеческого мозга неинвазивными методами и не разрушая его. В то время как многие другие исследовательские группы формируются и спонсируются государственными агентствами, Brain Backups надеется собрать значительную часть сумм на исследования путем краудфандинга, в обмен предлагая сохранить все ваши нейроны и синапсы.

— Рассел, у меня от науки голова болит. Можете объяснить самыми простыми словами, что делает или собирается делать ваша компания? 

Наша цель — разработать инструменты для визуализации мозга без его разрушения и без хирургического вмешательства. Ранее использовавшиеся методы требовали нарезки мозга на тоненькие кусочки и визуализации при помощи электронного микроскопа — что одновременно чудовищно долго и чудовищно дорого. Мы хотели сделать то же самое быстрее, чтобы исследователи могли изучать изменения мозга во времени и не разрушать его каждый раз, когда нужно произвести измерения. Очевидно, что речь здесь идет об экспериментах на животных. Наша цель — научиться делать все это недорого и без разрушений, чтобы каждый мог визуализировать свой мозг так же, как это можно сделать с геномом, — за приемлемые деньги, используя персональный геномный тест на сервисах вроде 23andMe.

— Сколько нужно места, чтобы хранить содержимое человеческого мозга? 

Сильно зависит от того, до какой степени детальную информацию вы хотите сохранить. В целом вилка где-то от тысячи до десяти тысяч терабайт. При сжатии будет гораздо меньше, это приблизительный подсчет для несжатой информации.

— Существует ли уже технология, которую вы собираетесь использовать? 

Технология существует, но она неподъемно медленная и невозможно дорогая. Наш инструментарий вполне реален, с воображаемыми инструментами мы не работаем. Его возможности постепенно растут: что-то мы делаем сегодня, чуть-чуть больше мы сможем сделать завтра. И работа становится проще, это все равно что строить что-нибудь.

27-5933812

— Сколько сейчас стоит создать резервную копию мозга и что именно получит потенциальный покупатель? 

Сейчас есть только расценки на уровне «исследования и разработки», а не «цена финального продукта», которая будет гораздо ниже. Нынешняя приблизительная цена колеблется от полутора до трех миллионов долларов, и это цена сканирования с разрушением мозга и визуализации при помощи оптического микроскопа. В целом на выходе получится полная карта мозга — но, разумеется, сам мозг в процессе будет разрушен. Это будет серия изображений, которая позволит реконструировать полную цепь мозговой активности.

Есть другие методы, в которых используются наночастицы, синтетическая биология, рентген или МРТ, что существенно снижает затраты и не требует разрушения мозга в процессе визуализации. Стоимость высокомощного секвенирования генома недавно снизилась с четырех до трех тысяч долларов, и существуют методы (в стадии разработки), позволяющие применить этот недорогой метод для получения высокоточной информации о соединениях в мозге. Значительно снизить цену, упростить понимание полученной информации и сделать ее более полезной, построить интерфейс и платформу — вот на чем сконцентрирована наша работа.

— Насколько скоро вы сможете создать карту мозга, не разрушая его?

Вопрос в разрешении изображения. Сейчас мы можем визуализировать мозговую активность с использованием функциональной магнитно-резонансной томографии. Новейшие, более мощные специальные томографы и томографы для животных дают более качественное изображение, чем старые медицинские машины для МРТ. Но точно определить, что именно нужно от разных типов мозговых карт (кроме ответа «всё»), — это открытая исследовательская задача. Каков минимум информации, необходимый для точной характеристики и моделирования мозга, и как его использовать? Подлаживание методов, использовавшихся в экспериментах над животными, к безопасному использованию их на людях — вот к чему стремятся многие исследовательские лаборатории и на что направлена президентская «инициатива МОЗГ».

— Что вы думаете о предположении, что мозг во всей его целостности не может быть сохранен, потому что его важные функции — это результат непредсказуемых, нелинейных взаимодействий между миллиардами клеток?

В основном это проблема вычислимости.

37-2384811С химической или биохимической точки зрения, иметь достаточно данных о биохимических взаимодействиях — то есть о том, что те или иные протеины, гены, РНК и так далее используются вот в этом нейроне и вот таким образом, — это все, что нужно для определения функции нейрона. Собрать подходящую информацию о динамике и периодичности и соответствующую метаинформацию, а также все химические и биохимические данные, не разрушив исследуемый объект, — это вопрос технологий, а не принципиально неразрешимая задача. Уже существует множество компьютерных программ — моделлеров нейронов, которые способны смоделировать экспериментальные данные о работе нейронов очень точно.