Jeden neuron (bíle) je propojený s více než 5 tisíci axony jiných neuronů (modře) skrz nejméně stejný počet synapsí (zeleně). Kredit: Google Research & Lichtman Lab (Harvard University). Renderings by D. Berger (Harvard University).

Lidský mozek je uhrančivý, i když se jeho praktičnost někdy přeceňuje. Hřebík s ním nezatlučete. V poslední době se stává inspirací pro tvůrce elektroniky, kteří by se rádi přiblížili ohromující energetické i výpočetní úspornosti tohoto výplodu biologické evoluce nevábné konzistence.

Jeff W. Lichtman.

Kredit: Harvard University.

Vědci proto intenzivně zkoumají a detailně rekonstruují strukturu mozku, na úrovni mozkových buněk, neuronů a jejich propojení, tedy synapsí, jimiž proudí nervové signály. Je to extrémně náročná a nepochybně ubíjející, repetitivní práce.

Jinými slovy, ideální projekt pro zapojení umělé inteligence. V tomto případě má použití AI přímo filozofický rozměr. Umělá inteligence, tedy produkt lidské inteligence, pomáhá proniknout do struktury svého tvůrce.

Výřez zmapované struktury mozku o velikosti cca 15 krát 30 mikrometrů. Kredit: Google Research & Lichtman Lab (Harvard University). Renderings by D. Berger (Harvard University).

Tým, který vedl americký specialista na konektomy, čili úplné mapy propojení biologických prvků, v tomto případě mozkových prvků – Jeff Lichtman z Harvard University – před téměř 10 lety spojil síly s odborníky Google Research. Lichtmanův tým dodal detailní snímky z elektronového mikroskopu, tým Google Research zase vypustil umělou inteligenci, která sehrála stěžejní úlohu při zpracování dat.

Po nezměrném úsilí dosáhli významného průlomu. Nedávno zveřejnili kompletní konektom 1 milimetru krychlového lidského mozku. Možná to nezní tak oslnivě a jde o kousíček mozku zhruba velikosti zrnka máku, přesto je to dechberoucí.

Zmapovaný milimetr krychlový, který pochází ze spánkové oblasti mozkové kůry (temporal cortex), kde sídlí sémantická paměť (pojmy, fakta, data) totiž obsahuje 57 tisíc mozkových buněk, 230 milimetrů krevních cév a jen obtížně představitelných 150 milionů synapsí. Pro jistotu ještě jednou – v prostoru o velikosti zrnka máku.

Jde o doposud nejrozsáhlejší 3D rekonstrukci struktury lidského mozku. Vědci při této rekonstrukci vytvořili asi 1,4 PB dat. Shodou okolností jde o více než polovinu odhadované kapacity paměti lidského mozku, která činí asi 2,5 PB. Pokud bychom tímto stylem rekonstruovali celý lidský mozek, který obsahuje asi 86 miliard neuronů, propojených zhruba 100 biliony synapsí, zabralo by to asi 1 EB dat. To je zhruba měřítko kapacity datacenter, která má k dispozici Velký hadronový srážeč LHC v CERNu.

Výzkum a rekonstrukce konektomu mozků bude nepochybně pokračovat. Při tak gargantuovských objemech dat si můžeme být prakticky jistí, že se moc nehneme bez masivního nasazení umělých inteligencí.

Video: Mapping the Brain

Literatura

Harvard Gazette 9. 5. 2024.

Science online 10. 5. 2024.