Human Brain Project

Human Brain Project
Typ av projekt Vetenskaplig forskning
Plats Europa
Ägare europeiska unionen
Nyckelpersoner
Paweł Świeboda, generaldirektör Katrin Amunts , chef för vetenskaplig forskning
Etablerade 2013 ; 10 år sedan ( 2013 )
Hemsida www .humanbrainproject .eu

Human Brain Project ( HBP ) är ett stort tioårigt vetenskapligt forskningsprojekt, baserat på exascale superdatorer , som syftar till att bygga en samverkande IKT -baserad vetenskaplig forskningsinfrastruktur för att tillåta forskare över hela Europa att föra fram kunskap inom områdena neurovetenskap , datoranvändning, och hjärnrelaterad medicin.

Projektet, som startade den 1 oktober 2013, är ett EU-kommissions flaggskepp för framtida och nya teknologier . HBP koordineras av École Polytechnique Fédérale de Lausanne och finansieras till stor del av Europeiska unionen . Projektkoordineringskontoret finns i Genève , Schweiz .

Peer-reviewed forskning visar att det offentliga diskussionsforumet (HBP-forumet) har använts aktivt och visat motståndskraft under Covid-19-pandemin. HBP-forumet har använts mest aktivt och användbart för att lösa frågor relaterade till programmeringsfrågor och nära HBP:s kärnområden.

Strategiska mål och organisation

2013 års HBP-toppmöte – invigningen av projektet – ägde rum i EPFL Learning Center i oktober 2013. Det samlade forskare från över 100 partnerinstitutioner.

Grundläggande för HBP-metoden är att undersöka hjärnan på olika rumsliga och tidsmässiga skalor (dvs. från de molekylära till de stora nätverken som ligger bakom högre kognitiva processer, och från millisekunder till år). För att uppnå detta mål förlitar sig HBP på samarbetet mellan forskare från olika discipliner, inklusive neurovetenskap, filosofi och datavetenskap, för att dra fördel av slingan av experimentella data, modelleringsteorier och simuleringar. Tanken är att empiriska resultat används för att utveckla teorier, som sedan främjar modellering och simuleringar som resulterar i förutsägelser som i sin tur verifieras av empiriska resultat.

Det primära målet med HBP är att skapa en IKT-baserad forskningsinfrastruktur för hjärnforskning, kognitiv neurovetenskap och hjärninspirerad datoranvändning, som kan användas av forskare över hela världen.

Projektet är uppdelat i 12 delprojekt. Sex av dessa utvecklar IKT-baserade plattformar (delprojekt 5-10), som består av prototyphårdvara, mjukvara, databaser och programmeringsgränssnitt. Dessa verktyg är tillgängliga för forskare över hela världen via HBP Collaboratory . Tre delprojekt samlar in data om empirisk neurovetenskap och lägger teoretiska grunder (delprojekt 1–4) och ett ansvarar för etik och samhälle (delprojekt 12). Delprojekt 11 samordnar projektet.

  • SP1 Mouse Brain Organisation: Förstå strukturen av mushjärnan och dess elektriska och kemiska funktioner
  • SP2 Human Brain Organisation: Förstå den mänskliga hjärnans struktur och dess elektriska och kemiska funktioner
  • SP3-system och kognitiv neurovetenskap: Förstå hur hjärnan utför sina systemnivå och kognitiva funktionella aktiviteter
  • SP4 Teoretisk neurovetenskap: Härleda matematiska modeller på hög nivå för att syntetisera slutsatser från forskningsdata
  • SP5 Neuroinformatikplattform : Insamling, organisering och tillgängliggörande av hjärndata
  • SP6 Brain Simulation Platform: Utvecklar datadrivna rekonstruktioner av hjärnvävnad och simuleringsmöjligheter för att utforska dessa rekonstruktioner
  • SP7 högpresterande analys- och datorplattform : Tillhandahåller IKT-förmågan att kartlägga hjärnan i oöverträffad detalj, konstruera komplexa modeller, köra stora simuleringar och analysera stora datamängder
  • SP8 Medical Informatics Platform: Utveckla infrastrukturen för att dela sjukhus- och medicinsk forskningsdata i syfte att förstå sjukdomskluster och deras respektive sjukdomssignaturer
  • SP9 Neuromorphic Computing Platform: Utveckla och tillämpa hjärninspirerad datorteknik
  • SP10 Neurorobotics Platform: Utveckla virtuella och verkliga robotar och miljöer för att testa hjärnsimuleringar
  • SP11 Ledning och koordinering: Allmän koordinering av projektet
  • SP12 Etik och samhälle: Utforska de etiska och samhälleliga effekterna av HBP:s arbete

HBP koordineras av École Polytechnique Fédérale de Lausanne och involverar forskare från över 117 partnerinstitutioner i 19 länder över hela Europa. Anmärkningsvärda partnerinstitutioner inkluderar universitetet i Heidelberg , Forschungszentrum Jülich och universitetssjukhuset i Lausanne .

Den vetenskapliga riktningen tillhandahålls av representanter från vart och ett av HBP:s delprojekt, som utgör Science and Infrastructure Board (SIB). Katrin Amunts från Forschungszentrum Jülich är ordförande för SIB. Alois Knoll från TU München är vice ordförande i SIB för mjukvara. Direktoratet styr HBP:s dagliga arbete – det leds av Andreas Mortensen från EPFL.

Finansiering

HBP finansieras av Europeiska kommissionens generaldirektorat för kommunikationsnätverk, innehåll och teknik (DG CONNECT) inom ramen för FP7 , ett EU-finansieringsprogram för forskning och innovation. Det var ett av de två första flaggskeppsprojekten för Future Emerging Technologies (FET).

Projektet är uppdelat i fem faser, var och en försedd med separat finansiering. Ansökningsomgången för projektets första två och ett halvt år långa "upptrappningsfas" på 54 miljoner euro avslutades i november 2013 och resultaten tillkännagavs i mars 2014. Tjugotvå projekt från trettiotvå organisationer var valdes ut för den initiala finansieringen på 8,3 miljoner euro. Upptrappningsfasen avslutades den 31 mars 2016. Finansieringen omvärderas vartannat år med hjälp av särskilda bidragsavtal (SGA); den första började i april 2016 (slutade i april 2018), och den andra med en total EU-finansiering på 88 miljoner euro med start i april 2018 (slutar i mars 2020). HBP:s totala kostnader uppskattas till 1,019 miljarder EUR, varav 500 miljoner EUR kommer att tillhandahållas av Europeiska kommissionen, 500 miljoner EUR av nationella, offentliga och privata organisationer och 19 miljoner EUR av Core Project Ramp-Up Phase Partners.

Hinder

Ett av projektets främsta hinder är den osystematiska karaktären hos den information som samlats in från tidigare hjärnforskning. Neurologiska forskningsdata varierar beroende på biologiska organisationssystem, studerade arter och utvecklingsstadier, vilket gör det svårt att kollektivt använda data för att replikera hjärnan i en modell som fungerar som ett enda system.

Andra hinder inkluderar tekniska problem som involverar strömförbrukning, minne och lagring. Till exempel är detaljerade neuronrepresentationer mycket beräkningsmässigt dyra, och simulering av hela hjärnan ligger i framkanten av vår beräkningskapacitet.

Implikationer

Human Brain Project flyttade till Campus Biotech 2014.

Teknik som genereras av HBP och andra liknande projekt erbjuder flera möjligheter till andra forskningsområden. Till exempel kan en hjärnmodell användas för att undersöka tecken på sjukdomar i hjärnan och effekterna av vissa läkemedel, vilket möjliggör utveckling av bättre diagnos- och behandlingsmetoder. I slutändan kommer dessa tekniker sannolikt att leda till mer avancerade medicinska alternativ tillgängliga för patienter till en lägre kostnad.

Dessutom kräver detaljerad hjärnsimulering betydande datorkraft, vilket leder till utvecklingar inom superdatorer och energieffektiva, hjärninspirerade datortekniker. Beräkningsutvecklingen kan utvidgas till områden som datautvinning, telekommunikation, apparater och annan industriell användning.

De långsiktiga etiska konsekvenserna av projektet beaktas också. Projektet följer en policy för ansvarsfull forskning och innovation, och dess rådgivande etikråd ansvarar för att övervaka användningen av mänskliga volontärer, djurförsök och insamlade data. Implikationer på det europeiska samhället, industrin och ekonomin undersöks av HBP Ethics and Society-programmets framsynslabb.

Kritik

Ett öppet brev skickades den 7 juli 2014 till Europeiska kommissionen av 154 europeiska forskare (750 underskrifter den 3 september 2014) som klagade på HBP:s alltför snäva inställning och hotade att bojkotta projektet. Centralt i denna kontrovers var en intern tvist om finansiering för kognitionsforskare som studerar hjärnfunktioner på hög nivå, såsom tanke och beteende. Men HBP uppgav att det inte råder någon tvekan om att kognition och beteende är avgörande för HBP, och förklarade att kognitiv neurovetenskap omplacerades i projektet för att tillåta kärnprojektet att fokusera på att bygga plattformarna. Dessutom uppmanade det öppna brevet EG att "omfördela de medel som för närvarande tilldelas HBP:s kärn- och partnerprojekt till bred neurovetenskaplig inriktad finansiering för att uppfylla de ursprungliga målen för HBP - förstå hjärnans funktion och dess effekt på samhället". I sitt svar sa HBP att "medan neurovetenskaplig forskning genererar en stor mängd värdefull data, finns det för närvarande ingen teknik för att dela, organisera, analysera eller integrera denna information, utöver papper och till och med databaser. HBP kommer att tillhandahålla det kritiska saknade lagret att gå mot en rekonstruktion och simulering av hjärnan på flera nivåer". Den tillade att "kognitiv och beteendemässig neurovetenskap kommer att bli den viktigaste komponenten av neurovetenskap inom HBP under projektets gång. Men för att detta ska hända måste plattformarna vara på plats först".

Peter Dayan , chef för computational neuroscience vid University College London , hävdade att målet med en storskalig simulering av hjärnan är radikalt för tidigt, och Geoffrey Hinton sa att "det verkliga problemet med det projektet är att de inte har någon aning om hur man ska få en stort system som det att lära sig”. Liknande farhågor när det gäller projektets metodik togs upp av Robert Epstein .

HBP har sagt att dess medlemmar delar osäkerheten kring storskalig simulering, men att "rekonstruera och simulera den mänskliga hjärnan är en vision, ett mål; fördelarna kommer från den teknik som behövs för att nå dit. Den tekniken, utvecklad av HBP, kommer att gynna alla neurovetenskaper såväl som närliggande områden”.

Under 2015 genomgick projektet en översynsprocess och den tremedlemmars verkställande kommittén, ledd av Henry Markram , upplöstes och ersattes av en styrelse med 22 medlemmar.

Enligt en artikel från 2019, "2013 tilldelade Europeiska kommissionen hans initiativ – Human Brain Project (HBP) – ett häpnadsväckande 1 miljard euros anslag (värde cirka 1,42 miljarder dollar vid den tiden)...de personer jag kontaktade kämpade för att namnge ett stort bidrag som HBP har gjort under det senaste decenniet."

Se även

externa länkar

Hämtad från " https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Human_Brain_Project&oldid=1133768049 "