12億ユーロをかけて開発される人工脳

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12億ユーロをかけて開発される人工脳

2013.2.8 FRI

「Human Brain Project」は、脳について利用可能なあらゆる情報を結集して、脳の動きをシミュレートするスーパーコンピューターを開発する。

脳科学版のCERNのようなものだ。「Human Brain Project（HBP）」と名付けられたこのプロジェクトは、欧州委員会から、今後30カ月で5,400万ユーロ、10年間で総額約12億ユーロもの資金を獲得した。目的は、2020年までに人間の脳についてのあらゆる科学的知見をすべて1つのスーパーコンピューターに結集して、人間の脳という謎に包まれた機構の機能を、可能なかぎり忠実にシミュレートできるようにすることにある。

「Human Brain Projectは、脳がどのように機能するかを解明するという野心をもっています」と、このプロジェクトの87の参加機関のうち、イタリアにおけるパートナーのひとつであるフィレンツェ大学のヨーロッパ非線形分光法研究所（LENS : Laboratorio europeo di spettroscopia non-lineare）のフランチェスコ・サヴェリオ・パヴォーネは語る。

欧州委員会は、HBPと同時に、さまざまに応用できる材料グラフェンと同名のプロジェクト「Graphene」を、総額20億ユーロの資金で推進することも選択した。

しかし、人間の脳の機能をシミュレートするスーパーコンピューターだけがプロジェクトの目的ではない。パヴォーネはこう語る。「HBPは、利用できるあらゆるデータを結集して、脳についての統一的なヴィジョンをつくりたいと考えています。脳機能イメージング、分子マーカー、行動に関するデータ、認知科学的分析など、分野はさまざまですが、彼らの分析の中心にある研究対象は同じです。これらが互いに対話することを可能にします」。

要するに、知を一カ所に集めることで、神経変性疾患やその他の神経系の障害を解明したり、新薬開発をするための出発点とするのだ。

また、脳のコネクションの総体、コネクトーム（connectome）の研究も行う。これに取り組むのがフィレンツェの研究チームだ。パヴォーネは続ける。「脳の中では構造と機能が密接に関連し合っています。今日わたしたちは、自閉症患者や統合失調症に苦しむ患者の脳のネットワークの構造が健常者の脳の構造とは異なることを知っていますが、そのことを考えれば理解できるでしょう。脳の細胞構築（cytoarchitecture）を研究することは、この器官をシミュレートして、このようなネットワークの障害を解明し、新しい薬学的なターゲットを定め、構造的な視点から症状と戦う助けとなります」。

これに関してLENSは、光断層撮影（optical tomography）の技術を用いて脳の完全な地図を再現するだろう（現在は動物のモデルを用いているが、将来は人間の脳にも取り組む）。これによって、fMRI（機能的核磁気共鳴画像法）より1,000倍も高い解像度の脳の画像を得ることができる。

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プロジェクトの補完的な部分となるのが、データの統合と分析で、イタリアではこれにトリノ工科大学、パヴィア大学、ブレーシャのファーテベーネフラテッリIRCSS（科学医療研究センター）、大学間コンソーシアム「Cineca」が参加する。

実際、脳についての統一的な知を築くことは、CT（Computed Tomography:コンピューター断層撮影）、PET（Positron Emission Tomography: ポジトロン断層法）、fMRI、心理学的・認知科学的分析、分子科学的・遺伝学的研究のような互いに異質な莫大な量のデータを統合することを意味する。そして、これらを解析してひとつの意味を与えることは、研究の最も難しい側面のひとつだ。

「このように大きな量のデータから有益な情報を分析して抽出することも、HBPの挑戦のひとつです。このためにつくられた情報プラットフォームの利用を通して、またプロジェクトに所属する研究者や個別に協力する科学者の努力によって、意味的・論理的関連を発見することに取り組むでしょう。これには資金の20％が割り当てられます。実際、プロジェクトによって集積されるデータは、リモートアクセス可能なクラウドサーヴィスで利用でき、分析ツールや、研究者自身がアップロード可能なサーヴィスを用いて利用することができるでしょう」。

中心となるのは、大学間コンソーシアムCinecaだ。イタリアで最大の電子計算機センターで、HBPによって得られたデータはここに保管されるだろう。

イタリアにおけるほかの主要プレーヤーに関しては、ブレーシャのIRCCSは、疫学的研究（脳機能イメージングから分子科学的・認知科学的分析まで）を通して得られたデータをアクセス可能にする任務を受けもつだろう。パヴィーア大学は、脳のコネクションの機能のシミュレーションに取り組むだろう。

さらにトリノ工科大学は、新しい神経形態学的なハードウェアアーキテクチャーの開発のために研究を行うだろう。脳のアーキテクチャー、ニューロンの動き、これらの基本的な計算モダリティをシミュレートする電気的構造である。これを低電力で機能できるように開発を進めるという。これに関してパヴォーネはこう説明する。「人間の脳をシミュレートする現行のマシンは、エネルギー消費の大きなハードウェアで、動かすのに非常の多くの電力を必要とします。反対にわたしたちのつくる人工脳は、わずかなエネルギー消費で大量の仕事を行うマシンのようなものを目指しています」。

http://wired.jp/2013/02/08/human-brain-project/