CO MODELOWANIE NEUROCYBERNETYCZNE I SYMULACJA KOMPUTEROWA MOGĄ WNIEŚĆ DO WIEDZY O MÓZGU?

Abstrakt

Badanie mózgu stało się na początku XXI wieku jednym z dominujących kierunków rozwoju biologii i medycyny. Jednak ta ogromna ilość już zdobytych informacji oraz ich szybki wzrost powodują, że coraz trudniej te informacje złożyć w jedną całość, zrozumieć ich znaczenie, stworzyć bazę dla ich systemowego traktowania i wykorzystania we wnioskowaniu o charakterze przyczynowo-skutkowym. Narzędziem, które może pomóc w syntezie wiedzy neurobiologicznej i w jej systemowym wykorzystaniu może być modelowanie neurocybernetyczne. Metody budowy cybernetycznych modeli złożonych systemów potwierdziły swoją przydatność w technice (gdzie służą na przykład do kontroli montażu obiektów składających się z setek tysięcy elementów składowych – na przykład dużych samolotów pasażerskich lub wojskowych) oraz w ekonomii (gdzie wspomagają ludzi przy podejmowaniu trudnych decyzji w warunkach globalnej gospodarki
i rosnącej konkurencji). Z modeli takich korzystają fizycy badający świat cząstek elementarnych oraz astronomowie analizujący powstanie i rozwój Wszechświata, a także chemicy projektujący nowe związki chemiczne. Najwyższy czas, żeby z zalet metod modelowania cybernetycznego skorzystała także neurobiologia. W artykule przedstawiono metody budowy modeli biocybernetycznych nadające się do tworzenia modeli małych fragmentów mózgu (pojedynczych komórek nerwowych lub sieci złożonych z ich niewielkiej liczby), a także przedstawiono metodykę przechodzenia od modeli fragmentów do modeli całości za pomocą agregacji elementów składowych dla uzyskania modelu całego złożonego systemu. Przy stosowaniu opisanych metod ogromnie pomocna jest możliwość posłużenia się symulacją komputerową dla kontroli działania modeli elementów składowych oraz do antycypacji działania systemów powstających z połączenia tych elementów składowych.