Proyecto Cerebro Humano

Proyecto Cerebro Humano
Tipo de proyecto	Investigación científica
Ubicación	Ginebra , Suiza
Dueño	unión Europea
Personas clave	Paweł Świeboda, director general [1] Katrin Amunts , directora de investigación científica [1]
Establecido	1 de octubre de 2013 ; hace 11 años ( 01-10-2013 )
Estado	Finalizó el 30 de septiembre de 2023 ; hace 12 meses ( 30/09/2023 )
Sitio web	proyectocerebrohumano.eu

El Proyecto Cerebro Humano ( HBP ) fue un proyecto de investigación científica de la UE de 1.000 millones de euros que duró diez años, desde 2013 hasta 2023. ^{[2] [3] [4]} Utilizando supercomputadoras de exaescala de alto rendimiento , construyó una infraestructura que permitió a los investigadores avanzar en el conocimiento en los campos de la neurociencia , la informática y la medicina relacionada con el cerebro. ^[5] Su sucesor fue el proyecto EBRAINS . ^[6]

El proyecto, que comenzó el 1 de octubre de 2013, fue un proyecto emblemático de la Comisión Europea sobre tecnologías futuras y emergentes . El HBP fue coordinado por la École Polytechnique Fédérale de Lausanne y fue financiado en gran parte por la Unión Europea . ^[7] La ​​oficina de coordinación del proyecto estaba en Ginebra , Suiza . ^[8]

Una investigación revisada por pares concluye que el foro de debate público (el foro del Proyecto Cerebro Humano) se utilizó activamente y mostró resiliencia durante la pandemia de COVID-19 . ^[9] El foro HBP ha sido el más utilizado y útil para resolver preguntas relacionadas con problemas de programación y preguntas cercanas a las áreas centrales del HBP.

Un aspecto fundamental del enfoque del HBP es investigar el cerebro en diferentes escalas espaciales y temporales (es decir, desde lo molecular hasta las grandes redes que subyacen a los procesos cognitivos superiores, y desde milisegundos hasta años). Para lograr este objetivo, el HBP se apoya en la colaboración de científicos de diversas disciplinas, incluidas la neurociencia, la filosofía y la informática, para aprovechar el ciclo de datos experimentales, las teorías de modelado y las simulaciones. La idea es que los resultados empíricos se utilicen para desarrollar teorías, que luego fomenten el modelado y las simulaciones que den como resultado predicciones que a su vez se verifican mediante resultados empíricos. ^[10]

El objetivo principal del HBP es crear una infraestructura de investigación basada en las TIC para la investigación del cerebro, la neurociencia cognitiva y la informática inspirada en el cerebro , que pueda ser utilizada por investigadores de todo el mundo.

El proyecto se divide en 12 subproyectos. Seis de ellos desarrollan plataformas basadas en TIC (subproyectos 5-10), que consisten en prototipos de hardware, software, bases de datos e interfaces de programación. Estas herramientas están disponibles para investigadores de todo el mundo a través del HBP Collaboratory . Cuatro subproyectos recopilan datos sobre neurociencia empírica y establecen fundamentos teóricos (subproyectos 1-4) y uno es responsable de la ética y la sociedad (subproyecto 12). El subproyecto 11 coordina el proyecto.

• Organización del cerebro del ratón SP1: comprensión de la estructura del cerebro del ratón y sus funciones eléctricas y químicas
• SP2 Organización del cerebro humano: comprensión de la estructura del cerebro humano y sus funciones eléctricas y químicas.
• SP3 Neurociencia cognitiva y de sistemas: comprensión de cómo el cerebro realiza sus actividades funcionales cognitivas y a nivel de sistemas
• SP4 Neurociencia teórica: derivación de modelos matemáticos de alto nivel para sintetizar conclusiones a partir de datos de investigación
• Plataforma neuroinformática SP5 : recopilación, organización y puesta a disposición de datos cerebrales
• Plataforma de simulación cerebral SP6 : desarrollo de reconstrucciones de tejido cerebral basadas en datos y capacidades de simulación para explorar estas reconstrucciones
• Plataforma de análisis y computación de alto rendimiento SP7 : proporciona la capacidad de TIC para mapear el cerebro con un nivel de detalle sin precedentes, construir modelos complejos, ejecutar simulaciones de gran tamaño y analizar grandes volúmenes de datos.
• Plataforma de informática médica SP8 : desarrollo de la infraestructura para compartir datos de investigación médica y hospitalaria con el fin de comprender los grupos de enfermedades y sus respectivas firmas de enfermedades.
• Plataforma de computación neuromórfica SP9 : desarrollo y aplicación de tecnología informática inspirada en el cerebro
• Plataforma de neurorrobótica SP10 : desarrollo de robots y entornos virtuales y reales para probar simulaciones cerebrales
• SP11 Gestión y Coordinación: Coordinación general del proyecto
• SP12 Ética y sociedad: exploración del impacto ético y social del trabajo de HBP

El HBP está coordinado por la Escuela Politécnica Federal de Lausana e involucra a investigadores de más de 117 instituciones asociadas en 19 países de toda Europa. ^[5] Entre las instituciones asociadas notables se incluyen la Universidad de Heidelberg , el Forschungszentrum Jülich y el Hospital Universitario de Lausana .

La dirección científica está a cargo de los representantes de cada uno de los subproyectos del HBP, que forman el Comité Científico y de Infraestructura (CII). Katrin Amunts, del Forschungszentrum Jülich, preside el CII. Alois Knoll, de la Universidad Técnica de Múnich, es el vicepresidente del CII de software. La Dirección dirige el trabajo diario del HBP y está dirigida por Andreas Mortensen, de la EPFL.

El HBP está financiado por la Dirección General de Redes de Comunicación, Contenido y Tecnologías de la Comisión Europea (DG CONNECT) en el marco del 7PM , un programa de financiación de la investigación y la innovación de la UE. Fue uno de los dos proyectos insignia iniciales de Tecnologías Futuras Emergentes (FET).

El proyecto se divide en cinco fases, cada una de las cuales se financia por separado. La convocatoria de financiación para la fase inicial de dos años y medio de «inicio del proyecto» de 54 millones de euros se cerró en noviembre de 2013 y los resultados se anunciaron en marzo de 2014. Se seleccionaron veintidós proyectos de treinta y dos organizaciones para la financiación inicial de 8,3 millones de euros. ^[11] La fase de inicio del proyecto finalizó el 31 de marzo de 2016. La financiación se reevalúa cada dos años mediante acuerdos de subvención específicos (SGA); el primero de los cuales comenzó en abril de 2016 (finaliza en abril de 2018), y el segundo con una financiación total de la UE de 88 millones de euros a partir de abril de 2018 (finaliza en marzo de 2020). Los costes totales del HBP se estiman en 1.019 millones de euros, de los cuales 500 millones serán aportados por la Comisión Europea, 500 millones por organizaciones nacionales, públicas y privadas, y 19 millones por los socios de la fase de aceleración del proyecto principal. ^[5]

Uno de los principales obstáculos del proyecto es la naturaleza no sistemática de la información recopilada en investigaciones cerebrales anteriores. Los datos de las investigaciones neurológicas varían según los esquemas de organización biológica, las especies estudiadas y las etapas de desarrollo , lo que dificulta el uso colectivo de los datos para replicar el cerebro en un modelo que actúe como un sistema único. ^[12]

Otros obstáculos incluyen problemas de ingeniería relacionados con el consumo de energía , la memoria y el almacenamiento . ^[13] Por ejemplo, las representaciones detalladas de neuronas son muy costosas computacionalmente , ^{[14] [15]} y la simulación de todo el cerebro está a la vanguardia de nuestra capacidad computacional. ^[16]

Las tecnologías generadas por el HBP y otros proyectos similares ofrecen varias posibilidades para otros campos de investigación. Por ejemplo, un modelo cerebral puede utilizarse para investigar las características de las enfermedades en el cerebro y el impacto de ciertos medicamentos , lo que permite desarrollar mejores métodos de diagnóstico y tratamiento. En última instancia, es probable que estas tecnologías conduzcan a opciones médicas más avanzadas disponibles para los pacientes a un menor costo. ^[12]

Además, la simulación detallada del cerebro requiere una importante capacidad de procesamiento , lo que conduce a avances en supercomputación y técnicas de computación inspiradas en el cerebro que hacen un uso eficiente de la energía. Los avances computacionales pueden extenderse a áreas como la minería de datos , las telecomunicaciones, los electrodomésticos y otros usos industriales. ^[12]

También se tienen en cuenta las consecuencias éticas a largo plazo del proyecto. El proyecto sigue una política de investigación e innovación responsables, y su comité asesor de ética es responsable de supervisar el uso de voluntarios humanos, sujetos animales y los datos recopilados. El laboratorio de previsión del programa de ética y sociedad del HBP investiga las implicaciones para la sociedad, la industria y la economía europeas. ^[17]

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^{El 7 de julio de 2015, 154 investigadores europeos (750 firmas al 3 de septiembre de 2014) [2]} enviaron una carta abierta a la Comisión Europea en la que se quejaban del enfoque excesivamente estrecho del HBP y amenazaban con boicotear el proyecto. ^[18] Un elemento central de esta controversia fue una disputa interna sobre la financiación de los científicos cognitivos que estudian las funciones cerebrales de alto nivel, como el pensamiento y la conducta. Sin embargo, el HBP afirmó que "no hay duda de que la cognición y la conducta son vitales para el HBP", explicando que la investigación en neurociencia cognitiva se reposicionó en el proyecto para permitir que el proyecto principal se centrara en la construcción de las plataformas. Además, la carta abierta instaba a la CE a "reasignar la financiación actualmente asignada al núcleo del HBP y a los proyectos asociados a una financiación más amplia dirigida a la neurociencia para cumplir los objetivos originales del HBP: comprender la función cerebral y su efecto en la sociedad". En su respuesta, el HBP afirmó que "si bien la investigación en neurociencia genera una gran cantidad de datos valiosos, actualmente no existe tecnología para compartir, organizar, analizar o integrar esta información, más allá de los artículos e incluso las bases de datos. El HBP proporcionará la capa crítica que falta para avanzar hacia una reconstrucción y simulación multinivel del cerebro". Añadió que "la neurociencia cognitiva y conductual se convertirá en el componente más importante de la neurociencia en el HBP a lo largo del proyecto. Sin embargo, para que esto suceda, primero deben estar en funcionamiento las plataformas". ^[19]

Peter Dayan , director de neurociencia computacional en el University College de Londres , argumentó que el objetivo de una simulación a gran escala del cerebro es radicalmente prematuro, ^[20] y Geoffrey Hinton dijo que "el verdadero problema con ese proyecto es que no tienen idea de cómo lograr que un sistema grande como ese aprenda". ^[21] Robert Epstein planteó preocupaciones similares en cuanto a la metodología del proyecto . ^[22]

El HBP ha dicho que sus miembros comparten la incertidumbre que rodea a la simulación a gran escala, pero que “reconstruir y simular el cerebro humano es una visión, un objetivo; los beneficios provendrán de la tecnología necesaria para llegar allí. Esa tecnología, desarrollada por el HBP, beneficiará a toda la neurociencia, así como a los campos relacionados”. ^[19]

En 2015, el proyecto se sometió a un proceso de revisión y el comité ejecutivo de tres miembros, dirigido por Henry Markram , se disolvió ^{[3] [23] [24]} y fue reemplazado por una junta directiva de 22 miembros. ^[25]

Según un artículo de 2019, “en 2013, la Comisión Europea otorgó a su iniciativa, el Proyecto Cerebro Humano (HBP), una asombrosa subvención de 1.000 millones de euros (unos 1.420 millones de dólares en ese momento)... las personas con las que me puse en contacto tuvieron dificultades para nombrar una contribución importante que el HBP haya hecho en la última década”. ^[26] Otro artículo concluyó que “en última instancia, el megaproyecto creó comunidades de científicos centrados en algunos objetivos comunes, dice. “Ese es un legado perdurable”. ^[3]

• Sitio web oficial
• HBP-Neurorobótica