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Quisiera hablarles del Proyecto Cerebro Humano.
Es como el CERN pero para el estudio del cerebro,
para acelerar nuestro comprensión del cerebro humano.
Han sido testigos de un muy buen ejemplo
de pasión, —en persona de Gregoire—, la esperanza y progreso
en el entendimiento del cerebro humano, de muchas maneras distintas.
Pero el problema es que a cualquier neurocientífico hoy
si le preguntamos directamente:
"¿Cuándo entenderemos el cerebro?"
Dará un paso atrás y dirá: "No, no, no,
tomará mucho tiempo,
demasiado tiempo." La pregunta que debemos formular
es si podemos darnos el lujo de esperar.
¿Podemos permitirnos tomarnos el tiempo para entender el cerebro humano?
Porque ya afecta a 127 millones de europeos.
Y ya está costando un billón de dólares, sólo en Europa.
Las farmacéuticas se rinden.
Dicen que tras invertir millones de euros durante décadas,
la investigación del cerebro no resuelve el problema.
No obtienen mejores tratamientos. Novartis, Roche y otros
están cerrando sus líneas en neurociencia.
Así que debemos preguntarnos: "¿Por qué no podemos entender el cerebro?"
"¿Por qué es tan difícil entenderlo?"
Si a estos neurocientíficos que dicen:
"No, tomará mucho tiempo", y les preguntamos
"¿Por qué no podemos entender el cerebro?"
Esto te dirán,
que el cerebro es muy complicado;
que no sabemos los suficiente;
que aún faltan demasiadas piezas en la investigación.
Simplemente no podemos entender al cerebro.
Hay demasiadas lagunas en la investigación.
No sabemos lo suficiente. Es muy complicado.
Nos tomará mucho tiempo entender el cerebro."
El problema, —si analizamos la manera en que hacemos neurociencia hoy—,
es que hay unos 100 000 neurocientíficos en el mundo.
Nos levantamos por la mañana, algunos con una gran idea,
y competimos por estas ideas.
La mejor idea recibe mucho dinero,
y se van y hacen su investigación,
y añaden una nueva pieza al conocimiento,
una pequeña nueva pieza de información acerca del cerebro.
De esta manera, hemos generado unos 5 millones de estudios
directamente relacionados con el cerebro. Básicamente, podemos decir
que los neurocientíficos, al levantarnos, generamos todo este conocimiento.
Hay unos 5 millones. Hay unos 30 millones de artículos
relacionados indirectamente al entendimiento del cerebro;
originados desde las Ciencias Naturales.
Así que la pregunta es: "¿Cuántos artículos más necesitamos publicar?
¿Cuántos estudios más? ¿10 mil? ¿100 mil estudios?
¿Otro millón? ¿Resolveremos ese problema?"
Debemos pensar: "¿Cuál es realmente el problema?"
De hecho, el problema es que todo este conocimiento está fragmentado.
Está completamente fragmentado. Muchos ni nos entendemos
en neurociencia. Lo que debemos hacer es obvio;
Uds. lo saben también,
se trata de compartir esta información.
Pero, para compartir esta información,
necesitaremos la ayuda de las demás disciplinas.
Necesitamos la ayuda de los ingenieros, a quienes ven Uds. aquí.
Ellos aprendieron cómo recoger todos los datos, datos físicos
y la física de las máquinas, logrando construir tecnologías.
Han logrado fabricar aviones, autos, todo tipo de máquinas.
Necesitaremos la ayuda de matemáticos,
físicos, químicos y neurocientíficos computacionales,
para poder realmente analizar esta información,
para darle sentido a esta información, analizarla y entender
los patrones y las reglas de esta información.
Quizá necesitemos la ayuda de la NASA.
¿Cómo coordinamos todos estos esfuerzos?
Podremos necesitar la ayuda del CERN, porque el CERN tiene experiencia.
¿Cómo reunimos miles de personas y
las colocamos alrededor de la misma mesa
y las hacemos trabajar juntas a favor de un mismo objetivo?
Así que nos abocamos a intentar iniciar este proceso.
Hace 7 años emprendimos el Proyecto Cerebro Azul,
empezamos a construir unas instalaciones prototipo.
Son unas instalaciones de supercomputadoras, y es una iniciativa de software
para intentar sintetizar toda esta información.
También comenzamos recientemente a reunir
un consorcio de unos 256 científicos
de todo el mundo, para buscar, de una manera sistemática,
encaminarnos al entendimiento del cerebro humano.
Bien, lo que tuvimos que hacer antes de justificar dicho esfuerzo,
fue construir un fragmento de cerebro, como prueba de concepto.
El fragmento que elegimos fue la columna neocortical.
Teníamos que hacerlo en un roedor,
porque de ahí proviene la mayor parte de nuestra información.
Además, elegimos la columna cortical porque
es la parte más complicada del cerebro.
Es la más sofisticada.
Así que, si podemos construir esta pequeña parte del cerebro,
podremos construir el resto.
Comenzamos con este objetivo en mente.
Para empezar, si se quiere construir un pedazo
de cerebro, se deben conocer todos los tipos neuronales.
Uno ya es muy difícil, todos es un gran reto.
Hay bastantes tipos de células. Lo llamamos el "neuroma".
Al principio, no teníamos
idea de cómo resolveríamos este problema.
Lo que descubrimos es que hay un grupo
de reglas muy simples que determinan la población celular.
Es como descifrar una buena receta de pasta,
o aplicar la retroingeniería para encontrar la fórmula de la Coca Cola.
Esto ha sido posible, y podemos ampliar esta técnica
para estudiar el cerebro en su totalidad, toda su composición celular.
Tuvimos que reunir toda la información acerca
de las moléculas y proteínas que dan vida a las neuronas.
Un ejemplo son los canales de iones, y teníamos que encontrar la manera
de ensamblarlos para dar lugar a distintos tipos de neuronas,
con vida propia.
Teníamos que resolver, además, uno de los más grandes retos,
llamado "conectoma".
El conectoma es: "Cómo se organizan las células"
El cerebro tiene un billón de sinapsis;
todas y cada una de éstas,
representada por estos pequeños puntos rojos,
están acomodadas en una posición muy precisa.
Al inicio, no sabíamos como resolver este problema,
pero al reunir toda la información,
proveniente de todas las áreas del conocimiento,
pudimos descubrir reglas muy simples que hoy nos permiten,
matemáticamente, conectar estas neuronas, explicando
todas estas sinapsis.
Creemos que podemos extender esto al cerebro, en general,
es decir, que podremos conectar estas neuronas
y dar cuenta de la localización de estos billones de sinapsis.
Tuvimos que desarrollar el software que nos permitiera
modelar esto en supercomputadoras
para simular células individuales,
simular cómo se comunican entre sí.
Así es como se ve. Lo vieron en la charla de Richard Frackowiak.
Esto es lo que llamamos el "Modelo Unificado de la Columna Cortical".
La magia de esto es que, realmente,
es una biblioteca. Abarca 100 años de conocimiento,
a diversos niveles de resolución, 100 años
de conocimiento acerca de esta subdivisión del cerebro.
Es una visión integradora de toda esta información existente de forma fragmentada.
Ahora la teníamos a nuestra disposición, en un solo lugar.
El poder de esto reside en que podemos usar este modelo
para hacer miles de predicciones
que habrían tomado décadas de estudios experimentales.
A eso nos referimos con el término acelerar nuestro entendimiento del cerebro.
Al reunir estos modelos, podemos dar un gran salto,
equivalente a décadas de investigación, para poder observar
cómo está constituido el cerebro en cuanto a sistema integrado.
Tenemos que ir del ratón al humano, porque debemos aprender
cómo llevar con nosotros todo esto que hemos aprendido.
Todo este conocimiento que hemos aprendido de los animales,
para mejorar nuestra comprensión del cerebro humano.
Porque, como lo escucharon previamente, el cerebro humano no es un lugar
donde se pueda acceder a placer a todo lo que se quiera.
Se deben conocer sus principios biológicos,
y usarlos para reconstruir el cerebro humano.
Ahora, podrían preguntarse: "una vez construido,
¿cómo se puede entender lo que hace?"
Bien, una de las estrategias empleadas es conectar este modelo
a un avatar virtual que se desenvuelve en un ambiente virtual.
Conforme funcione y comience a aprender, a tomar decisiones,
a percibir, podremos adquirir imágenes
a distintos niveles de organización.
Si construimos modelos detallados a nivel molecular,
a nivel genético, y a otros niveles,
podremos analizar todo el espectro de
funciones cerebrales; y así delinear cada uno
de los procesos involucrados en la cognición.
Este es quizá el único método que se me ocurre hoy,
para dar esta visión, a distintos niveles, de cómo se origina el comportamiento.
Una vez hecho, podremos formular algunas
grandes preguntas que nos encantaría responder.
Por ejemplo: "¿Cómo capta el cerebro las leyes de la física
para construir nuestro pequeño universo?"
Si nuestro pequeño universo no es correcto,
podríamos visitar al profesor Frackowiak
para descubrir qué está mal. Hay muchas personas que
sufren trastornos porque han construido un mundo alterado.
Si podemos hacerlo, podremos ver no sólo cómo este mundo,
este universo, se derrumba,
sino podremos identificar dónde está el problema.
Así que podríamos usar estos modelos como método de imagen
o de zoom para diagnosticar, para señalar específicamente
el sitio o mecanismo afectado por cada enfermedad.
Entonces podríamos realizar simulaciones para intentar entender
cuál es el mejor tratamiento. Para lograrlo, también debemos llevar a cabo
un buen número de innovaciones en materia de computación.
Debemos cambiar la manera en que las supercomputadoras trabajan.
Debemos convertirlas en instrumentos realmente interactivos,
de manera que podamos navegar a través de distintos niveles del cerebro,
y explorar cómo funcionan.
Ahora bien, si el entusiasmo de entender el cerebro
y la gravedad de sus padecimientos no bastan para sentir
que debemos entenderlo hoy, ahora, lo más pronto posible;
entonces quizá el dinero lo haga.
Hay mucho dinero en juego, ¿cierto?
Porque el cerebro es la máxima tecnología.
No transmite información de igual modo que la tecnología de hoy en día.
Envía una pista y el receptor imagina una respuesta.
Utilicemos o descubramos este principio.
Los teléfonos celulares o Internet no volverán a ser lo mismo.
No guarda información de la misma manera que la tecnología actual.
Probablemente guarda el equivalente a petabytes o exabytes de información.
Descubramos la manera de gestionar dicha
información y el mundo no volverá a ser el mismo.
No realiza operaciones de la misma manera que una computadora:
adivinan la respuesta, con creatividad, ¿verdad?
Es de bajo consumo. Ya lo dijo Pier en su charla, 20 vatios.
Una supercomputadora necesitaría un gigavatio.
Eso es un billón de dólares en electricidad al año.
Así que una computadora necesitaría un gigavatio.
Es altamente confiable. Como escucharon, podemos perder
80% de las células en alguna parte del cerebro sin notarlo.
Podríamos perder la mitad del cerebro antes de que alguien más notara
que tenemos demencia. Muy resistente y confiable.
Si descubrimos estos secretos, podremos desarrollar tecnología
increíblemente confiable.
Entender el cerebro cambiará
la tecnología del siglo XXI.
Y si las enfermedades no son suficiente motivación,
he aquí una más:
de hecho, se encuentra justo a la vuelta de la esquina.
La tecnología para colocar circuitos cerebrales en un chip.
Ha habido una carrera, en EE.UU., Oriente y Europa,
para fabricar chips de silicio para circuitos cerebrales. Y están listos.
Se desarrollaron durante los últimos 15 años.
Están en espera del prototipo.
Necesitan los circuitos prototipo a partir de los cuales
puedan desarrollar la nueva generación de
lo que llamamos procesadores neuromórficos.
Estos cambiarán radicalmente la manera actual de trabajar de las computadoras.
Podemos anticipar que habrá híbridos, así que tendremos
una combinación de computadoras convencionales y neuromórficas.
Éste es el consorcio que está formándose, y creemos
que se convertirá en uno de los experimentos más inauditos,
al reunir un grupo multidisciplinario de científicos.
Si todo va bien, comenzaremos en 2013, con una agenda de 10 años.
De hecho, no estamos esperando en Suiza. Estamos comenzando.
Quizá hayan escuchado que hay un comunicado.
Tendremos un nuevo edificio, el primero a nivel mundial, dedicado
a hacer converger todas las piezas de información.
Pero éste será una edificio único,
pues no está destinado únicamente a la investigación;
sino también a involucrar a la opinión pública.
El edificio tiene como objetivo que la población, Uds., puedan acompañarnos
en esta aventura, porque entender el cerebro
nos fortalecerá y podrá cambiar por completo nuestra sociedad.
Gracias.
(Aplausos)