Kan vi bygga en hjärna?

PK har spenderat helgen med att försöka få grepp om fotostimulering och ChR2-kanaler. Utav bara farten råkade han snubbla in på något roligt (något annat som också var roligt, alltså). Lite bakgrund:

För ungefär ett år sedan satt PK igenom en föreläsning av Sean Hill från the Blue Brain Project. Han använde ord som awesome, fantastic och ground breaking väldigt ofta, dvs. han var en i stort sett genomsnittlig amerikan. Anledningen till hyperbolerna är att BBP anser sig vara på väg att bli de första som skapar en konstgjord hjärna.

Det är inte så svårt att förstå varför det är en lockande tanke. Hjärnan gör det den gör i form av elektriska signaler och dessa har den bedrägliga egenskapen att nästan (”nästan” är ett farligt ord) gå med på att organisera sig i ett binärt system. Raymond Kurzweil är kanske den som mer än någon annan gjort sig ett namn genom att utlova att neuron ska ersättas med transistorer. Det fina med ett sådant löfte var att det i vissa bemärkelser redan var uppfyllt redan när han gjorde det, så han riskerade inte att behöva ha fel. Hur pass profetisk han kommer bli kvarstår att se.

Hur som helst, åter till Blue Brain Project. De har lyckats lägga vantarna på ett examplar av IBMs superdator Blue Gene. (Åh! Jag fattar. Blue gene. Blue brain. Fyndigt där.) Genom att använda Henry Markrams mycket detaljerade kunskaper om hur neuron i senoriska kortex beter sig har de byggt modeller av nervceller ner på jonkanalnivå. Av dessa byggde de en modell av en kortikal kolumn, dvs. ungefär 0.5 x 1.5 mm av en hjärna. Det visades många färgglada datoranimeringar av celler som pratade med varandra under den här föreläsningen.

Efteråt var det ingen som hade förstått vad poängen med hela härligheten skulle vara.
-Att simulera en neokortikal kolumn är som att simulera hur ett racket slår en pingisboll på kvantnivå.
-Jag tyckte han sa att de skulle gå vidare till att simulera hela neokortex?
-Jaha. Som att simulera JO Waldner på kvantnivå då.

Så. Hur mycket PK än gillar hjärnor och teknik har han inte riktigt kunnat bestämma sig för vad tusan han ska tycka om BBP. Vilken tur då att det finns andra som funderat på samma sak.

Det har skramlats lite i pressen sedan fler och fler börjat använda multifotonstimulering av ChR2 eller rhodopsinkanaler. Ord som tankestyrning och –läsning har dykt upp, mer eller mindre omotiverat. Nåja. PK tycker i alla fall att multifotonteknik är rolig, så han låter sig inte avskräckas utan läser glatt vidare. Så dyker en artikel i Nature Reviews upp, med ingen mindre än Karel Svoboda himself som sistanamn. Titeln, Reverse engineering the mouse brain, antyder dock att han har funderat på samma saker som Sean Hill och Henry Markram. Har han kanske lämnat den rena, fina fysiologin och gått över till den mörka, kisliga sidan?

Det visade sig snabbt att all oro var obefogad. Artikeln går helt enkelt systematiskt igenom vilken roll optogenetik har för att beskriva den molekylära grunden för komplexa beteenden hos däggdjur. Istället för att bygga en konstgjord hjärna föreslås metoder för att förstå sig på de befintliga hjärnor vi redan har tillgång till.

Det här är kärnan i PKs reservation mot the Blue Brain Project: Det finns inget nytt med att simulera en hjärna. Roger Traub gjorde det i början av åttiotalet, fast förstås på en väldigt grundläggande nivå. Traubs artikel visar tydligt problemet med resultat från simuleringar av nervcellskretsar. Efter att ha simulerat 100 celler med kontakt till varandra kom han och hans kollegor fram till att tre egenskaper hos nervceller i en krets är tillräckligt för att ge upphov till s.k. interiktiska spikar (ett fenomen som är förknippat med epilepsianfall). Det låter förstås bra, men ett kvarts sekel senare debatteras det fortfarande om dylika spikar är en orsak eller effekt av epilespisanfall, och användbarheten i den ursprungliga simuleringen kan ifrågasättas. För att återkoppla till Markram och BBP: Vilken fråga besvarar deras simulering egentligen? Traubs simulering kan ganska lätt försvaras med att den i alla fall besvarade en konkret fråga, även om det inte är säkert att det var rätt svar. För att ta reda på vad meningen med BBP är får man leta lite. PK snubblade över en artikel från 2006, efter att ha slagit sig blodig mot den vägg av floskler som är BBPs hemsida. Artikeln är skriven av Markram själv och inleder självklart med ett stycke om Alan Turing. Problemet är att Blue gene inte är en turingmaskin. Markram skriver att en av BBPs mål är att ”spåra uppkomsten av intelligens” och ”förstå komplexitet” samt att ”lägga färdigt ett pussel”.

Åhå. Och här satt PK och oroade sig för att Markram skulle vara vag. Lägga färdigt ett pussel. Gotcha. Som Svoboda påpekar så vet vi inte hur pusselbitarna ser ut än.

Premiärinlägg

Jag har tröttnat på att spamma facebook med uppdateringar som bara blir längre och längre. Nu tältar jag här istället. Ska skriva om hjärnforskning, bioteknik och annat superviktigt roligt.

//PK