Na základě nedávno zveřejněného výzkumu se čelní vědci domnívají, že je nyní možné reprodukovat celou mozkovou kůru uvnitř jednoho z nejrychlejších počítačů na světě. Tento model zachycuje skutečné biofyzičtí pravidla mozku, což by mohlo sloužit jako nástroj pro zlepšení léčby stavů, jako jsou Alzheimerova choroba, epilepsie nebo autismus. Cílem je pochopit pravou biologickou strukturu mozku. Jeden z designérů doufá, že budoucí model by mohl jednou napomoci odpovědět na větší otázky, jako jsou mechanismy vědomí.
Uvnitř superpočítače Fugaku, umístěného na umělém ostrově v Kóbe, Japonsko, se nachází tichá katedrála výpočetní techniky, kde řady černých skříní velikosti chladničky neustále vrčí. Deset milionů digitálních neuronů začne aktivně reagovat a elektrické signály se šíří miliardami spojení. Takto vzniká plně digitální kůra myši.
Vědci mohou simulaci pozastavit, přetočit ji zpět, pře-wire a spustit ji znovu, přičemž se zaměří na jednotlivé synapse, přehrají momenty neuronové aktivity a sledují, jak se rozhodnutí a vjemy odrážejí ve 86 oblastech mozku zároveň. Je to jako mít video v pomalém pohybu myšlenek myši samotné — a to bez jakéhokoli kontaktu se zvířetem. Fugaku totiž dokáže provádět 400 biliard výpočtů za sekundu, aby napodobil elektrickou činnost mozku.
V publikovaném peer-reviewed článku v ACM Proceedings of the International Supercomputing Conference (SC) vědci ukázali, že nyní je technicky možné reprodukovat celou mozkovou kůru — včetně elektrického chování jednotlivých buněk — uvnitř jednoho z nejrychlejších počítačů na světě. Tým použil podrobné biologické mapy z Allen Institute a zrekonstruoval kůru vrstvu po vrstvě a buňku po buňce, přičemž model běžel na superpočítači Fugaku, což efektivně „oživilo“ model v křemíku. Výzkumníci z univerzity v Illinois v Urbana-Champaign poté vytvořili vizualizace, které umožnily vědcům proniknout dolů k jednotlivým synapsím a sledovat, jak neurony pracují.
Tento průlom se však netýká pouze ohromujícího měřítka, tvrdí Anton Arkhipov, PhD, vyšetřovatel v Allen Institute a spoluautor studie. Opravdovým pokrokem je, že model zachovává skutečnou biologickou strukturu mozku — jak se specifické typy buněk spojují, interagují a formují aktivitu v mozkové kůře. Tato věrnost je důležitá, protože menší simulace mohou někdy reprodukovat podobné vzory pro nesprávné fyzické důvody. Tato práce, podle něj, představuje významný krok směrem k vytváření modelů, které se chovají jako skutečné mozky ze správných důvodů.
I když je bezprostřední prospěch medicínský a pragmatický, Arkhipov věří, že simulace, které jsou takto blízko skutečné biologii, by nakonec mohly pomoci vědcům zkoumat hlubší otázky — o tom, jak vjemy, myšlenky a dokonce i samo uvědomění vznikají z neuronové aktivity.
Tato ambice vychází z toho, jak model skutečně funguje. Syntetická kůra běží podle stejných fyzikálních pravidel jako živý mozek, přičemž buňky se aktivují a předávají zprávy prostřednictvím sítě podle skutečných biofyzičních pravidel. Jelikož digitální rekonstrukce zachycuje, jak neurony vybuchují a propojují se, představuje nejen strukturu, ale také živou dynamiku.
„Klíčovým bodem tohoto výsledku je prokázání, že je technicky možné reprodukovat mozkovou kůru myši na počítači při této prostorově-časové rozlišení,“ říká Arkhipov. „Proto to není jen animace.”
Arkhipov přidává, že model je daleko méně vágní než termín „virtuální mozek“. Výraz „biologicky realistická simulace“ je přesnější: nejedná se o abstrakci, ale o skutečná anatomická a elektrická data získaná z živé tkáně. Když digitální mozek běží, jeho aktivita nemá tendenci se spirálovitě vymykat kontrole nebo se ztichnout; naopak se usazuje do stabilních rytmů, které připomínají měření v reálné kůře myši.
Přesto model zůstává spíše důkazem konceptu než dokončenou replikou. I když jeho aktivita široce odpovídá skutečným datům myši, rigorózní srovnání dlouhého trvání — a další vylepšení, která teprve přijdou — vyžadují daleko více výpočetního času. Arkhipov zdůrazňuje, že pouhá velikost není průlomová; skutečným cílem je zachytit pravou biologickou strukturu mozku.
„Možnosti jsou nekonečné,“ říká. U zvířat vidí výzkumníci pouze drobné okna do neuronové aktivity. V simulaci není nic skryto.
Jedna bezprostřední aplikace spočívá v nemocích. „Představte si, že určité komponenty kortikální sítě začnou měnit už v rané fázi nemoci [jako u Alzheimerovy choroby nebo epilepsie] — možná některé typy buněk začnou mizet, nebo se změní propojení,“ říká Arkhipov. „Můžeme implementovat tyto změny v simulaci a ptát se, jaký mají efekt.“ Tiny změny, které by se jinak neprojevily, se však stále na digitální kůře objevují, což vědcům umožňuje vidět, které posuny skutečně záleží — a které by mohly být brzkými cíli pro léčbu.
A to je jádro funkce tohoto nástroje prozatím: medicínské, pragmatické, mechanické. Ale Arkhipov věří, že by mohl nakonec směřovat k mnohem filozofičtějším otázkám — možná dokonce nahlédnout do podstaty vědomí.
„Otázka, odkud vědomí nebo uvědomění pochází, je velmi hluboká,“ říká. „Náš projekt může v zásadním způsobem přispět k pochopení souvisejících mechanismů.”
Technicky je platforma již schopna replikovat vzory mozkových signálů spojené s vnímáním, myšlenkami či uvědoměním — a poté testovat, co je řídí. Opět však chybí čas, výpočetní výkon a podrobnější biologické detaily. Arkhipov očekává, že budoucí verze by mohly reprodukovat přetrvávající vnitřní aktivitu — neuronové výboje, které pokračují samostatně bez vnějšího vstupu. Tato konfigurace by vědcům umožnila testovat, co je skutečně zapotřebí k tomu, aby síť neuronů mohla fungovat sama pro sebe.
Toto vzbuzuje hluboké otázky. Pokud by virtuální doppelgänger někdy fungoval na svou vlastní dynamiku a paměť, potřeboval by mysl stále uhlík — nebo by mu k jejímu řízení stačil křemík? Arkhipov se nezdráhá: křemík by mohl být „velmi přirozený.”
„Všechny zmíněné jevy jsou fyzikální procesy,“ říká. „Neznám žádný zákon přírody, který by vyžadoval, aby se objevily pouze v biologických systémech.“ Dodává: „Myslím, že by bylo zcela možné, aby byla část hardwaru myslící a cítící entita.”
Arkhipov však přidává důležitou výhradu: „Podle teorií by mnohé typy hardwaru mohly simulovat aktivitu, ale pouze některé by generovaly vědomí.“ Jinými slovy, není to pouze vzor aktivace, který je důležitý — je to fyzické zařízení, které ho produkuje. Dva systémy mohou vykazovat shodné neuronové rytmy, ale pouze jeden může mít správnou kauzální strukturu pro podporu vědomého prožitku.
Biophysikální model myši běžel na standardním obecném výpočetním hardwaru, nikoli na čipech navržených pro napodobení živého mozku. Podle mnoha předních teorií vědomí by takové architektury zůstávaly úplně bezvědomé, i když by přesně reprodukovaly neuronovou aktivitu. V podstatě umělá kůra by mohla vypadat jako mozek myši, chovat se jako mozek myši — a přesto nám o vnitřním světě myši nic neříkat.
Pro Petera Coppolu, PhD, externího výzkumníka neurologie na University of Cambridge, se však jedná o centrální problém, nikoli o otázku semantics. „Nemáme žádné rozhodující měřítko vědomí,“ říká Coppola. „Žádný test nám nemůže říct, že X něco prožívalo. Dokonce i behaviorální pozorování a verbální zprávy mohou selhat, jak vidíme u velkých jazykových modelů nebo automatismů při epilepsii. Jak by si někdo mohl být jistý, že tento model byl vědomý?“
Coppola také pochybuje, zda mysli mohou jednoduše opustit uhlík. „Je obtížné si představit skutečně komplexní a přesný model kůry, který nemá subkortex a tělo,“ říká. Jeho výzkum naznačuje, že zkušenost může přetrvávat i bez nejnovějších kortikálních struktur, což naznačuje, že fyzická podmíněnost může být potřebná pro vědomí — něco, co digitální mozek nikdy nemusí splnit.
Zdůrazňuje také biologické mezery. „Autoři sami uznávají, že i když je to největší model dosud, stále postrádá základní rysy,“ říká. Dvě příklady, které uvádí, jsou plasticita, což je způsob, jakým se neurony mění s zkušeností, a neuromodulace, chemický ladící systém, který ovlivňuje aktivitu mozku. Než oslavíme digitální kůry, varuje, měli bychom mít na paměti, že biologická složitost se zřídka chová jako kód. Model může okouzlit, zatímco stále chybí mechanismy, které pro vědomí záleží.
„Všechny modely jsou chyby, ale některé jsou užitečné,“ říká Coppola, odkazující na statistika George E. P. Boxe.
Na své straně Arkhipov tyto obavy nevylučuje. Zůstává však otevřený tomu, kam by ji věda mohla zavést — od modelu, který je si vědom, k druhům teoretických a spekulativních digitálních reprezentací, které nás nutí zápasit s klasickou sci-fi otázkou: byl by váš přenesený mozek skutečně „vy“ nebo jen „kopií“?
Pro nyní zdigitalizovaný myší mozek zůstává pevně zakotven v praktickém: studium nemocí, testování léčiv a zkoumání nejhlubšího fungování neuronového života. Tím se může stát mostem k porozumění povaze vědomí — nebo také nemusí.
A pokud by vědomí někdy zapustilo kořeny v digitální mysli, bylo by to nic menšího než podivuhodné.
Stav Dimitropoulos je oceněná novinářka, která píše o vědomí, vědě a kultuře pro Popular Mechanics, Nature a BBC. Její práce často zkoumá místa, kde se sbíhá věda a filozofie. Její debutová kniha, „Slow, Lazy, Gluttons“ (Greystone Books, 2026), se ptá: Co když jsou vlastnosti, za které se společnost stydí — lenost, temnota, nostalgie a další — ve skutečnosti mocnými nástroji přežití?
