Грядёт проверка: Европа потратила 600 миллионов евро на воссоздание человеческого мозга в компьютере, и больше не хочет

Потребовалось 10 лет, около 500 учёных и более 600 млн €, чтобы проект «Человеческий мозг» наконец подошёл к концу. Он стал одним из крупнейших исследований на средства Европейского союза. Смелой целью было понять человеческий мозг, в подробностях смоделировав его на компьютере.


Под эгидой проекта «Человеческий мозг» (HBP) учёные опубликовали тысячи статей и добились значительных успехов в неврологии: создали подробные трёхмерные карты по меньшей мере 200 областей мозга, разработали мозговые имплантаты для лечения слепоты, усовершенствовали методы лечения различных заболеваний. А также с помощью суперкомпьютеров смоделировали такие функции, как память и сознание.




— Томас Скордас, заместитель гендиректора Европейской комиссии в Брюсселе.

Однако почти с самого начала HBP вызывал критику. Проект не достиг своей цели моделирования всего человеческого мозга, которую, кстати, многие учёные изначально считали притянутой за уши. Проект несколько раз менял направление, и его научные результаты стали «фрагментированными и мозаичными», сказал участник HBP Ив Френьяк, учёный-когнитивист и директор по исследованиям французского национального агентства CNRS. По его мнению, проект не дал полного или оригинального понимания мозга. Френьяк выразил свою неудовлетворённость результатами фразой «Я не вижу мозг, я вижу фрагменты мозга».

Руководители HBP надеются приблизиться к пониманию мозга ещё на шаг с помощью виртуальной платформы под названием EBRAINS, которую создали в рамках проекта. EBRAINS — это набор инструментов и данных визуализации, которые учёные всего мира могут использовать для моделирования и цифровых экспериментов. Виктор Ирса, нейробиолог из Университета Экс-Марсель во Франции и член правления HBP, сказал, что сегодня у науки есть все инструменты для создания настоящего цифрового двойника мозга.



Но вопрос финансирование EBRAINS всё ещё остаётся туманным. И пока дорогостоящие проекты по воссозданию мозга в других странах идут полным ходом, учёные в Европе разочарованы тем, что их программа сворачивается.

Проект HBP с самого начала вызывал споры. Когда его запустили в 2013 году, одной из ключевых целей была разработка инструментов и инфраструктуры для лучшего понимания функций и строения мозга и его заболеваний. А также планировали решить задачи в области фундаментальной и клинической неврологии.

На HBP изначально обещали выделить бюджет в 1 млрд €. В итоге проект получил 607 млн €, включая 406 млн € от Евросоюза. ЕС выделил свою долю в четыре этапа, распределив средства между лабораториями, которым на каждой стадии работ приходилось добиваться грантов.

И в первый же год у HBP возникли проблемы. Его основатель и бывший директор, нейробиолог Генри Маркрам из Швейцарского федерального технологического института в Лозанне (EPFL), сказал, что HBP сможет реконструировать и имитировать человеческий мозг на клеточном уровне в течение десятилетия. Обещания Маркрама вызвали широкий скептицизм со стороны нейробиологов.

Со временем руководство Маркрама становилось всё более непопулярным. В 2014 году он и два других члена исполнительного комитета изменили направленность проекта, прекратив ряд исследований в области когнитивной нейробиологии. В результате 18 лабораторий вышли из проекта.

ЕС сформировал комитет независимых специалистов, чтобы посмотреть, как идут дела. В феврале 2015 года совет директоров HBP проголосовал за роспуск исполнительного комитета из трёх человек и замену его советом большего размера.

Тем временем в других местах стартовали и набрали обороты аналогичные крупные проекты. Соединённые Штаты и Япония запустили программы по созданию «компьютерного» мозга примерно в то же время, что и HBP. Американский будет продолжаться до 2026 года, а японский рассчитан в общей сложности на 15 лет. Проект по созданию мозга в Китае стартовал в 2021 году, а проектам Австралии и Южной Кореи пошёл седьмой год.

Драма HBP не закончилась с отстранением исполнительного комитета. С 2016 по 2020 годы произошло несколько изменений в высших эшелонах управления проектом. К той поре европейская программа развернулась в разных направлениях. В 2016 году HBP запустил шесть специализированных операционных платформ, охватывающих такие области, как моделирование мозга, высокопроизводительная аналитика и вычисления, а также нейророботика.

Что касается реальных успехов, то HBP накопила некоторые важные и полезные научные данные. Создав и объединив 3D-карты примерно 200 участков коры головного мозга и более глубоких структур, учёные HBP составили Атлас человеческого мозга, доступ к которому открыт через EBRAINS. В атласе представлена многоуровневая организация мозга, от его клеточной и молекулярной архитектуры до функциональных модулей и возможностей подключения к ним.



Для создания атласа использовали посмертные данные. Так появились стандартизированные карты с учётом естественной изменчивости между людьми. Используя атлас, учёные HBP определили шесть ранее неизвестных областей мозга в префронтальной коре, которые отвечают за память, речь, внимание и восприятие музыки. Она также сличили свои карты с данными о работе генов в Атласе мозга человека Аллена — эту базу данных разработали в Институте науки о мозге Аллена в Сиэтле, штат Вашингтон, она характеризует нейроны по всему мозгу. Таким образом исследователи показали, как изменения в генах, связанные с депрессией, были связаны со структурными и функциональными изменениями в области лобной коры.

Исследователи HBP также разработали уникальные алгоритмы, которые могут создавать полномасштабную модель областей мозга на основе микроскопических изображений. Используя этот инструмент, исследователи составили подробную карту области CA1 в гиппокампе, отделе мозга, который важен для памяти. Карта содержит около 5 млн нейронов и 40 млрд синапсов, то есть нейронных связей.



HBP воплотила некоторые результаты в клинические приложения, используя персонализированные модели мозга — или цифровых близнецов — для улучшения методов лечения эпилепсии и болезни Паркинсона. Цифровые близнецы — это математические отображения мозга человека, которые объединяют реальные снимки пациента с компьютерной моделью.

В конце сентября 2023 года проекту HBP перестанут выделять средства. Хотя некоторые начинания, возникшие в результате, уже получили гранты для продолжения работы, будущее туманно для многих исследователей, которые частично или полностью работали с HBP.

В марте Европейская комиссия отклонила заявку на 38 млн € для поддержания работы EBRAINS, но возобновила ту же заявку на финансирование в июне после переговоров с HBP. В случае дальнейшей неудачи с гратами платформа будет опираться на частное финансирование и поддержку некоторых стран ЕС.

Тем временем Европейская комиссия готовится подвести итоги. Окончательный обзор проекта начнётся в ноябре и, как ожидается, будет опубликован в январе 2024 года.