Persönliche Gesundheit

Das Virtuelle Gehirn simuliert das Gehirn zu offenbaren, die Herkunft von Störungen

Eine kognitive Ironie ist, dass das menschliche Gehirn sehr Komplexität macht es schwierig, zu theoretisieren über seine Funktionsweise, die Verwendung allein der Gedanke daran. Jedoch, der computer-Modellen simulieren können, die Folgen der Theorien, die Ermittlung von Problemen und der Formulierung neuer Theorien der Neurowissenschaften testen.

Innerhalb der HBP (Human Brain Project), large-scale brain simulation, und insbesondere die enthaltenen Virtuellen Gehirn, ermöglicht ein besseres Verständnis der Entstehung des so genannten resting-state-Netzwerken. Elektroenzephalographie (EEG) und Magnetresonanztomographie (MRT) zeigen, dass die Gehirne werden aktiv, auch wenn nicht mit spezifischen Aktivitäten. Gehirn-Simulationen erklären diese rhythmische Netzwerke, die spontan entstehen aus der Interaktion von großen Gruppen von Nervenzellen, die über das Gehirn der weißen Substanz.

Suche für emergente Muster

Das Gehirn ist im Durchschnitt rund 86 Milliarden Nervenzellen und 1 Billiarde verbindungen zwischen Ihnen. Nervenzellen und-verbindungen sind wiederum aus noch kleineren Elementen wie z.B. Ionen-Kanäle und Stacheln, mit einer Reihe von funktionellen Eigenschaften. Die Simulation des Gehirns bis zu dieser Ebene wäre es notwendig, die Messung von allen feinen Eigenschaften dieser Komponenten.

Aber Rechenleistung ist immer noch zu begrenzt, um diese Berechnungen auszuführen, die in einer praktischen Höhe der Zeit. Auf HBP s Brain Simulation Platform (BSP), die teams arbeiten mit Simulations-engines, die auf verschiedenen Ebenen der Abstraktion—von der Modellierung kleineren Mengen zu einem hohen Maß an detail, mehr grobkörniger, aber immer noch voll-Gehirn-Simulationen von brain dynamics. Einer der letzteren ist Die Virtuelle Gehirn, „So werden wir nicht versuchen, genau zu simulieren das Gehirn, sondern zeigen die großangelegten Muster, die sich aus dem zusammenspiel dieser Elemente, wie jene, die sich in einem Schwarm von Vögeln“, sagt Prof. Petra Ritter, was die Arbeit auf dem Virtual Brain Project und den Anschluss an detaillierte Simulatoren auf dem BSP.

Die Aufteilung der gesamten Gehirn in Bereichen, die Forscher formulieren Theorien getestet werden, die durch computer-Modellierung. So viele details sind wenig verstanden oder nur vage angegeben, die Sie verwenden, EEG-und fMRT-Bildgebung des Gehirns zu beschränken, die Modelle. Diese Simulationen ermöglichen es dem team zur Abschätzung der Konnektivität zwischen Hirnregionen, die nachgeben, so genannte Connectome (Stärke der Interaktion zwischen verschiedenen Gehirnregionen) und so genau Vorhersagen, die Aktivität des Gehirns.

„Wir sind interessiert an high-level-kognitive Funktionen wie Intelligenz, Entscheidungsfindung, Gedächtnis und lernen, um herauszufinden, die Ursache der Beeinträchtigungen und eine Karte Verbesserung Strategien“, sagt Prof. Ritter.

So weit, neben anderen Erkenntnissen, hat das Projekt ein besseres Verständnis über: recovery nach Schlaganfall, die Vorhersage und Charakterisierung von epileptischen Anfällen, den Fortschritt der Alzheimer-Erkrankung und den funktionalen Auswirkungen von Gehirn-Tumoren.

Die open-source-Virtuelles Gehirn ist frei zum download verfügbar und sogar änderungen.

Die Hoffnung der ‚virtual human‘

Neurodegenerative Erkrankungen sind eines der drängendsten Probleme moderner Gesellschaften. Neben der individuellen Belastung, die mit 14 Millionen Menschen in Europa vorausgesagt Demenz im Jahr 2030 allein die Kosten voraussichtlich übertreffen EUR 250 Milliarden Euro in diesem Jahr.

Zusätzlich psychischen Erkrankungen wie bipolare Störung, Schizophrenie, depression, Angst, PTBS, ADHS, Alkohol-und Drogenkonsum Erkrankungen aktuell betroffen, in der sechs Leute in der gesamten EU, und dieser Prozentsatz steigt. Die Kosten für die Gesundheitsversorgung, die soziale Sicherheit und die verminderte Beschäftigung/Produktivität in Höhe von 620 Milliarden Euro jährlich. Vorhandene Behandlungen für diese Bedingungen in der Regel verlassen sich auf Medikamente, die die Symptome unterdrückt, anstatt heilt die Krankheit.