Как в генетике программируется разум

Эйнштейн 21 века на подходе к открытию «уравнения мозга»

Image for post
Image for post

Два года назад сын Альберта Ласло Барабаши (которого я уже много лет считаю Эйнштейном 21 века) втравил отца в грандиозную авантюру — попытаться раскрыть величайшую из загадок: как генетически кодируется устройство хадвера разума — нейронная архитектура связей индивидуального мозга.

1й этап этой работы закончен и дал потрясающий результат (как говорится, Эйнштейн — он и в Африке Эйнштейн). Опубликованные 2 декабря в Neuron подробности — малопонятные для неспециалиста, но увлекательные, как триллер — описать простым языком навозможно.

Понятийные аппараты и терминология науки о сложных сетях и нейробиологии наложились друг на друга, создав гремучую смесь с эзотерическим подтекстом (как никак, вопрос на уровне Бога — как в генетике программируется разум).

Помимо этой немеряной сложности, есть и вторая — математически, эта задача, казалось бы, неразрешима. Ведь в ДНК просто нет столько памяти, чтобы закодировать триллионы связей миллиардов нейронов мозга. А кроме ДНК другой супер-памяти у генетики нет.

И, наконец, третья неподъемная сложность (снова как бы толкающая тему в сторону эзотерики).
А существует ли вообще генетический план прошивки мозга в свете того, что она, в значительной мере (но не понятно какой) формируется уже при жизни на основе обучения и опыта?

Существующие теории о генетическом программировании прошивки мозга по своей сути стохастичны, и поэтому не могут воспроизводить конкретные схемы прошивки. И, следовательно, не могут ответить ни на один из поставленных выше вопросов.

А можно ли вообще найти «формулу мозга», математически строгую и позволяющую выдвигать и проверять (фальсифицировать) гипотезы о механизмах связи генетики и нейронной архитектуры?

Новое исследование «A Genetic Model of the Connectome» проливает свет на такую возможность.

  • Отец и сын Барабаши начали с гипотезы о том, что генетическая идентичность нейронов определяет формирование синапсов.
  • На этой основе они предложили модель коннектома, позволяющую предсказывать результаты генетически управляемой нейронной прошивки.
  • Модель предсказывает существование 3х разновидностей специфических повторяющихся узоров (мотивов) биклик (полных двудольных подграфов соединений пар нейронов).
Image for post
Image for post
  • Для этих биклик авторы нашли математически подтверждаемую зависимость с транскрипционными факторами — формированием нейронных связей конкретными комбинациями экспрессируемых генов.
Image for post
Image for post
  • В результате можно идентифицировать гены, ответственные за наблюдаемые локальные паттерны нейронных связей — повторяющихся узоров биклик.

Все это проверялось на модели самого простого коннектома червяка С elegans. И проверка показала, что модель позволяет увязывать нейронную архитектуру и экспрессию генов.

Что теперь?

Впереди долгий путь. Для коннектома человека все гораздо сложнее. Да и влияние обучения с опытом у человека посерьезней, чем у червяка.

Но главное — выявлен и проверен путь, вполне возможно, ведущий к раскрытию величайшей тайны человечества.

По крайней мере, Альберт-Ласло Барабаши настроен серьезно, написав в своем Твиттере — «Оставайтесь на связи — в ближайшее время последует математическая обработка результатов, позволяющая набросать уравнение мозга».

Image for post
Image for post

Так что реально стоит оставаться на связи.

________________________________

Если понравился пост:
- нажмите на “палец вверх”;
- подпишитесь на
обновления канала на платформе Medium;
- оставьте комментарий.
Еще больше материалов на моем Телеграм канале «Малоизвестное интересное».
Подпишитесь

Get the Medium app

A button that says 'Download on the App Store', and if clicked it will lead you to the iOS App store
A button that says 'Get it on, Google Play', and if clicked it will lead you to the Google Play store