El cerebro humano recreado

Con la ayuda de uno de los superordenadores mas potentes del mundo, un equipo internacional trabaja para reproducir el funcionamiento del cerebro humano. Bautizado como proyecto Cerebro Azul, su objetivo es hacer un modelo en tres dimensiones de ese órgano del cuerpo humano que se resiste a desvelar los secretos del pensamiento, la conciencia o la memoria. El Gobierno estudia aportar 25 millones de euros a un proyecto que pronto contará con la ayuda de expertos españoles.

Desde 2005, investigadores de la Escuela Politécnica Federal de Lausana (EPFL), en Suiza, y de la empresa IBM han trabajado en la recreación virtual a escala celular del neocórtex (la parte más grande y compleja del cerebro) de un ratón. Para conseguirlo han usado una máquina de la serie Blue Gene/L. Este superodenador de IBM es uno de los cinco más avanzados del planeta.

Hace unos días, el fundador del Brain and Mind Institute de la EPFL e impulsor de Cerebro Azul, Henry Makram, estuvo en España. Se reunió con responsables del Ministerio de Educación y acudió a la Facultad de Informática de la Universidad Politécnica de Madrid para explicar que la primera fase del proyecto ha concluido.

De momento, han conseguido diseñar la estructura eléctrica de las llamadas columnas neocorticales, serie de circuitos eléctricos que pueblan el cerebro. Cada una de ellas mide entre 0,5 y 2 milímetros y puede contener hasta 70.000 neuronas. A partir de aquí, recrearon el neocórtex a escala celular. Esta zona del cerebro, en la que reside la capacidad humana de la comunicación racional, supone el 85% de la masa total del órgano en humanos.

Esta réplica informática de la columna neocortical es el primer paso en el camino de la simulación del cerebro completo y la recreación virtual de las conexiones entre la parte fisiológica y el nivel cognitivo. Ahora quieren extender el modelo a escala molecular e ir ascendiendo de forma gradual.

Otros participantes

Para ello, necesitan la colaboración de más científicos. Entre los que se han incorporado al reto están expertos en modelado de sinapsis, las conexiones eléctricas entre las neuronas, de la Universidad de Jerusalén. También participan en profesores de las universidades de Reno, Yale o Londres.

La participación española aún está por concretar. La Universidad Politécnica de Madrid será la encargada de crear el equipo de científicos e informáticos que participará. El catedrático de la Facultad de Informática de este centro madrileño, Pedro de Miguel, explica que “los investigadores trabajarán en la caracterización del córtex cerebral a nivel fisiológico y la simulación y visualización del comportamiento del cerebro”.

Se prevé también la participación de expertos en neurobiología del Instituto Cajal (CSIC).La fecha prevista para conseguir un modelo informático completo del cerebro es 2015. Para entonces podrán estimular el cerebro virtual para entender mejor su funcionamiento y el del propio pensamiento humano. Un mayor conocimiento de sus mecanismos permitiría asimismo comprender enfermedades como el autismo, la depresión o la esquizofrenia.

22.800 millones de operaciones

Los superordenadores de la serie Blue Gene serie L se encuentran entre los más potentes del mundo. De hecho, cuatro de ellos están entre los 10 primeros del Top500 de las supercomputadoras. El que IBM instaló en el campus universitario de Lausana (Suiza) puede alcanzar una velocidad de procesamiento de 22,8 teraflops, 22.800 millones de operaciones por segundo.

Para hacerse una idea, los Blue Gene pueden tener entre 65.000 y 150.000 procesadores como el que tiene un ordenador de sobremesa.
Nunca es suficiente si el reto es modelar el cerebro. Cuando se presentó el proyecto Cerebro Azul, su impulsor recordó que se trata de una tarea muy dura, pues hay que tomar en cuenta cientos de miles de parámetros y realizar una cantidad enorme de cálculos matemáticos.

Los científicos no tienen que estar físicamente donde se encuentra el superordenador. El trabajo se hace en red. Los investigadores conectan con un nodo, que en España mantendrá la Universidad Politécnica de Madrid, y desde allí se conectan al nodo central.