Dự án Blue Brain Project (và phần mềm NEURON) hoạt động như thế nào?

Question

Câu hỏi này có liên quan đến 873448.

Từ Wikipedia:

The Blue Dự án Brain là một nỗ lực để tạo ra một bộ não nhân tạo bằng cách đảo ngược kỹ thuật não động vật có vú xuống đến cấp độ phân tử. [...] Sử dụng siêu máy tính Blue Gene chạy phần mềm NEURON của Michael Hines, mô phỏng không bao gồm đơn giản là mạng nơron nhân tạo, nhưng liên quan đến mô hình tế bào thần kinh thực tế về mặt sinh học.

"Nếu chúng ta xây dựng nó chính xác, nó phải nói và có trí thông minh và cư xử rất nhiều như con người."

Câu hỏi của tôi là cách phần mềm hoạt động trong nội bộ. Nếu nó "liên quan đến một mô hình thực tế của tế bào thần kinh", khác với mạng thần kinh như thế nào, và tại sao các mạng nơron không thể mô phỏng một bộ não sinh học tốt trong khi dự án này có thể? Và, phần mềm NEURON được sử dụng như thế nào trong mô phỏng?

Cuối cùng, tôi xin lỗi nếu câu hỏi này không thuộc về đây (có thể là BioStar StackExchance sẽ là một nơi tốt hơn để hỏi).

Answer 1

Phần mềm NEURON mô hình các tế bào thần kinh bằng cách mô hình hóa các ion bên trong và bên ngoài tế bào thông qua các kênh ion khác nhau. Những chuyển động này tạo ra một sự khác biệt về tiềm năng điện giữa bên trong và bên ngoài màng tế bào thần kinh, và các điều chế của tiềm năng này cho phép các tế bào thần kinh khác nhau giao tiếp với nhau. Một số mô hình sinh lý cho các tế bào thần kinh tồn tại, chẳng hạn như integrate-and-fire model hoặc Hodgkin-Huxley model

Mạng nơron nhân tạo không có gì liên quan đến mạng thần kinh sinh học, ngoài việc chia sẻ cùng tên. Chúng là các cấu trúc toán học được kết nối với nhau theo cách có trọng số, cho phép lấy một hoặc nhiều đầu vào và tạo ra một hoặc nhiều đầu ra.

EDIT: Tôi phải thêm, nhiều như Blue Project là một bước đáng kinh ngạc và rất đáng ngưỡng mộ hướng tới mô hình hóa toàn bộ bộ não, chúng tôi ở rất xa so với mục tiêu đó. Tất cả những mẫu này là mô hình, vì vậy chúng gần đúng hành vi của các tế bào sinh học, nhưng chúng hoàn toàn không có cách nào. Hơn nữa, có một sự thiên vị cao trong "sự lựa chọn" của các nơron mà các mô hình này phân tích. Hầu hết các mô hình đại diện cho các khu vực nhất định của não (như vỏ não hoặc hippocampus) trong đó 1) chúng ta có khá nhiều kiến ​​thức và 2) được cấu thành bởi các cấu trúc rất có tổ chức của các tế bào thần kinh hoạt động cùng nhau. Các bộ phận khác của bộ não có thể không phải là tầm thường để mô hình (lưu ý rằng tôi sử dụng "tầm thường" theo cách đùa, tôi không có cách nào mô hình vỏ não dễ dàng!), Nhưng tôi đoán chi tiết điều này có thể nằm ngoài phạm vi của SO. Có lẽ khi cognitive science proposal sẽ hoạt động, bạn có thể đặt ra câu hỏi ở đó!

Cuối cùng, để sửa báo cáo được trích dẫn, dự án đã mô hình hóa một cột vỏ não somatosensory của chuột, mà chỉ là một phần rất nhỏ của toàn bộ bộ não chuột.