โครงการสมองมนุษย์
ประเภทของโครงการ	การวิจัยทางวิทยาศาสตร์
ที่ตั้ง	เจนีวา สวิตเซอร์แลนด์
เจ้าของ	สหภาพยุโรป
บุคคลสำคัญ	Paweł Świebodaผู้อำนวยการทั่วไป[ 1 ] Katrin Amuntsผู้อำนวยการฝ่ายวิจัยทางวิทยาศาสตร์[ 1 ]
ที่จัดตั้งขึ้น	1  ตุลาคม 2556  ( 2013-10-01 )
สถานะ	สิ้นสุดวันที่ 30  กันยายน 2023  ( 2023-09-30 )
เว็บไซต์	humanbrainproject.eu​

โครงการHuman Brain Project ( HBP ) เป็น โครงการวิจัยทางวิทยาศาสตร์ ของสหภาพยุโรปที่ดำเนินการเป็นเวลาสิบปีตั้งแต่ปี 2013 ถึง 2023 ด้วยงบประมาณรวม 1 พันล้านยูโร^{[ 2 ] [ 3 ] [ 4 ]}โดยใช้ซูเปอร์คอมพิวเตอร์ ระดับเอ็กซาสเกล ประสิทธิภาพสูง โครงการนี้ได้สร้างโครงสร้างพื้นฐานที่ช่วยให้นักวิจัยสามารถพัฒนาความรู้ในสาขาวิทยาศาสตร์ประสาทวิทยาการคำนวณ และการแพทย์ที่เกี่ยวข้องกับสมอง^{[ 5 ]}โครงการที่สืบทอดต่อมาคือโครงการ European Brain Research Infrastructures (EBRAINS) ^{[ 6 ]}

โครงการนี้เริ่มต้นเมื่อวันที่ 1 ตุลาคม พ.ศ. 2556 และเป็น โครงการเรือธง ด้านเทคโนโลยีแห่งอนาคตและเทคโนโลยีเกิดใหม่ของคณะกรรมาธิการยุโรป โครงการ HBP ได้รับการประสานงานโดยÉcole Polytechnique Fédérale de Lausanneและได้รับเงินทุนส่วนใหญ่จากสหภาพยุโรป^{[ 7 ]}สำนักงานประสานงานโครงการตั้งอยู่ที่ เจ นีวา ประเทศส วิตเซอร์แลนด์^{[ 8 ]}

งานวิจัยที่ผ่านการตรวจสอบโดยผู้เชี่ยวชาญพบว่าฟอรัมสนทนาสาธารณะ (ฟอรัม Human Brain Project) ถูกใช้งานอย่างแข็งขันและแสดงให้เห็นถึงความยืดหยุ่นในช่วง การระบาด ของCOVID-19 ^{[ 9 ]}ฟอรัม HBP ถูกใช้งานอย่างแข็งขันและมีประโยชน์มากที่สุดสำหรับการแก้ปัญหาที่เกี่ยวข้องกับปัญหาการเขียนโปรแกรมและคำถามที่ใกล้เคียงกับพื้นที่หลักของ HBP

หลักการพื้นฐานของแนวทาง HBP คือการศึกษาการทำงานของสมองในระดับมิติเชิงพื้นที่และเวลาที่แตกต่างกัน (เช่น ตั้งแต่ระดับโมเลกุลไปจนถึงเครือข่ายขนาดใหญ่ที่รองรับกระบวนการทางปัญญาขั้นสูง และตั้งแต่ระดับมิลลิวินาทีไปจนถึงหลายปี) เพื่อให้บรรลุเป้าหมายนี้ HBP อาศัยความร่วมมือของนักวิทยาศาสตร์จากหลากหลายสาขา รวมถึงประสาทวิทยา ปรัชญา และวิทยาศาสตร์คอมพิวเตอร์ เพื่อใช้ประโยชน์จากวงจรของข้อมูลการทดลอง ทฤษฎีการสร้างแบบจำลอง และการจำลอง แนวคิดคือการใช้ผลลัพธ์เชิงประจักษ์เพื่อพัฒนาทฤษฎี ซึ่งจะส่งเสริมการสร้างแบบจำลองและการจำลองที่ส่งผลให้เกิดการคาดการณ์ ซึ่งได้รับการตรวจสอบโดยผลลัพธ์เชิงประจักษ์อีกครั้ง^{[ 10 ]}

วัตถุประสงค์หลักของ HBP คือการสร้างโครงสร้างพื้นฐานการวิจัยด้าน ICT สำหรับการวิจัยสมอง ประสาทวิทยาศาสตร์เชิงปัญญา และการคำนวณที่ได้รับแรงบันดาลใจจากสมองซึ่งนักวิจัยทั่วโลกสามารถนำไปใช้ได้

โครงการนี้แบ่งออกเป็น 12 โครงการย่อย หกโครงการย่อยพัฒนาแพลตฟอร์มที่ใช้เทคโนโลยีสารสนเทศและการสื่อสาร (โครงการย่อยที่ 5-10) ซึ่งประกอบด้วยฮาร์ดแวร์ต้นแบบ ซอฟต์แวร์ ฐานข้อมูล และอินเทอร์เฟซการเขียนโปรแกรม เครื่องมือเหล่านี้พร้อมใช้งานสำหรับนักวิจัยทั่วโลกผ่านทาง HBP Collaboratoryสี่โครงการย่อยรวบรวมข้อมูลด้านประสาทวิทยาศาสตร์เชิงประจักษ์และสร้างรากฐานทางทฤษฎี (โครงการย่อยที่ 1-4) และอีกหนึ่งโครงการรับผิดชอบด้านจริยธรรมและสังคม (โครงการย่อยที่ 12) โครงการย่อยที่ 11 ทำหน้าที่ประสานงานโครงการ

• SP1 การจัดระเบียบสมองของหนู: ทำความเข้าใจโครงสร้างของสมองหนู และหน้าที่ทางไฟฟ้าและเคมีของสมอง
• SP2 การจัดระเบียบสมองมนุษย์: ทำความเข้าใจโครงสร้างของสมองมนุษย์ ตลอดจนหน้าที่ทางไฟฟ้าและเคมีของสมอง
• SP3 ระบบและประสาทวิทยาศาสตร์เชิงปัญญา: ทำความเข้าใจว่าสมองดำเนินการกิจกรรมระดับระบบและกิจกรรมการทำงานเชิงปัญญาอย่างไร
• SP4 ประสาทวิทยาเชิงทฤษฎี: การสร้างแบบจำลองทางคณิตศาสตร์ระดับสูงเพื่อสังเคราะห์ข้อสรุปจากข้อมูลการวิจัย
• แพลตฟอร์ม SP5 Neuroinformatics : การรวบรวม จัดระเบียบ และเผยแพร่ข้อมูลสมอง
• แพลตฟอร์ม จำลองสมอง SP6 : พัฒนาการสร้างภาพเนื้อเยื่อสมองขึ้นใหม่โดยใช้ข้อมูล และความสามารถในการจำลองเพื่อสำรวจภาพที่สร้างขึ้นใหม่เหล่านี้
• แพลตฟอร์ม การวิเคราะห์และประมวลผลประสิทธิภาพสูง SP7 : มอบความสามารถด้าน ICT เพื่อสร้างแผนที่สมองในรายละเอียดที่ไม่เคยมีมาก่อน สร้างแบบจำลองที่ซับซ้อน ดำเนินการจำลองขนาดใหญ่ และวิเคราะห์ข้อมูลปริมาณมาก
• แพลตฟอร์ม สารสนเทศทางการแพทย์ SP8 : การพัฒนาโครงสร้างพื้นฐานเพื่อแบ่งปันข้อมูลโรงพยาบาลและการวิจัยทางการแพทย์เพื่อทำความเข้าใจกลุ่มโรคและลักษณะเฉพาะของโรคเหล่านั้น
• แพลตฟอร์ม การประมวลผลแบบนิวโรโมฟิก SP9 : การพัฒนาและการประยุกต์ใช้เทคโนโลยีการประมวลผลที่ได้รับแรงบันดาลใจจากสมอง
• แพลตฟอร์ม SP10 นิวโรโรโบติกส์ : การพัฒนาหุ่นยนต์และสภาพแวดล้อมเสมือนจริงและในโลกแห่งความเป็นจริงสำหรับการทดสอบการจำลองสมอง
• SP11 การจัดการและการประสานงาน: การประสานงานโดยทั่วไปของโครงการ
• SP12 จริยธรรมและสังคม: การสำรวจผลกระทบทางจริยธรรมและสังคมของงานของ HBP

HBP ได้รับการประสานงานโดย École Polytechnique Fédérale de Lausanne และมีนักวิจัยจากสถาบันพันธมิตรมากกว่า 117 แห่งใน 19 ประเทศทั่วยุโรป^{[ 5 ]}สถาบันพันธมิตรที่โดดเด่น ได้แก่มหาวิทยาลัยไฮเดลเบิร์ก Forschungszentrum Jülichและโรงพยาบาลมหาวิทยาลัยโลซาน

ทิศทางทางวิทยาศาสตร์นั้นมาจากตัวแทนจากแต่ละโครงการย่อยของ HBP ซึ่งรวมกันเป็นคณะกรรมการวิทยาศาสตร์และโครงสร้างพื้นฐาน (SIB) โดยKatrin Amuntsจาก Forschungszentrum Jülich เป็นประธาน SIB และAlois KnollจากTU Munichเป็นรองประธาน SIB ด้านซอฟต์แวร์ ส่วนฝ่ายบริหารนั้นกำกับดูแลการทำงานประจำวันของ HBP โดยมี Andreas Mortensen จาก EPFL เป็นผู้นำ

โครงการ HBP ได้รับทุนสนับสนุนจากสำนักงานคณะกรรมการยุโรปด้านเครือข่ายการสื่อสาร เนื้อหา และเทคโนโลยี (DG CONNECT) ภายใต้กรอบงาน FP7ซึ่งเป็นโครงการให้ทุนวิจัยและนวัตกรรมของสหภาพยุโรป และเป็นหนึ่งในสองโครงการหลักเริ่มต้นของเทคโนโลยีเกิดใหม่แห่งอนาคต (FET)

โครงการนี้แบ่งออกเป็นห้าเฟส โดยแต่ละเฟสได้รับเงินทุนแยกต่างหาก การขอรับเงินทุนสำหรับ "เฟสเร่งรัด" ระยะเริ่มต้นของโครงการซึ่งมีระยะเวลาสองปีครึ่ง มูลค่า 54 ล้านยูโร ปิดรับในเดือนพฤศจิกายน 2013 และประกาศผลในเดือนมีนาคม 2014 โครงการ 22 โครงการจาก 32 องค์กรได้รับการคัดเลือกให้ได้รับเงินทุนเริ่มต้น 8.3 ล้านยูโร^{[ 11 ]}เฟสเร่งรัดสิ้นสุดลงในวันที่ 31 มีนาคม 2016 เงินทุนจะได้รับการประเมินใหม่ทุกสองปีโดยใช้ข้อตกลงให้ทุนเฉพาะ (SGA) โดยข้อตกลงแรกเริ่มในเดือนเมษายน 2016 (สิ้นสุดในเดือนเมษายน 2018) และข้อตกลงที่สองมีเงินทุนจากสหภาพยุโรปรวม 88 ล้านยูโร เริ่มในเดือนเมษายน 2018 (สิ้นสุดในเดือนมีนาคม 2020) ต้นทุนรวมของ HBP คาดว่าจะอยู่ที่ 1.019 พันล้านยูโร โดยคณะกรรมาธิการยุโรปจะจัดหาเงิน 500 ล้านยูโร องค์กรภาครัฐและเอกชนระดับชาติจะจัดหาเงิน 500 ล้านยูโร และพันธมิตรในระยะเร่งรัดโครงการหลักจะจัดหาเงิน 19 ล้านยูโร^{[ 5 ]}

หนึ่งในอุปสรรคหลักของโครงการคือลักษณะที่ไม่เป็นระบบของข้อมูลที่รวบรวมจากการวิจัยสมองก่อนหน้านี้ ข้อมูลการวิจัยทางประสาทวิทยาแตกต่างกันไปตามรูปแบบการจัดระเบียบทางชีววิทยา สายพันธุ์ที่ศึกษา และระยะการพัฒนาทำให้ยากที่จะใช้ข้อมูลร่วมกันเพื่อจำลองสมองในแบบจำลองที่ทำหน้าที่เป็นระบบเดียว^{[ 12 ]}

อุปสรรคอื่นๆ ได้แก่ ปัญหาทางวิศวกรรมที่เกี่ยวข้องกับการใช้พลังงานหน่วยความจำและพื้นที่จัดเก็บ [ ^{13 ] ตัวอย่าง}เช่น การแสดงภาพเซลล์ประสาทโดยละเอียดนั้นต้องใช้การคำนวณสูงมาก^[ 14 ] ^{[ 15 ]และการ}จำลองสมองทั้งหมดอยู่ในระดับแนวหน้าของความสามารถในการคำนวณของเรา^{[ 16 ]}

เทคโนโลยีที่สร้างขึ้นโดย HBP และโครงการที่คล้ายคลึงกันอื่นๆ นำเสนอความเป็นไปได้หลายประการสำหรับสาขาการวิจัยอื่นๆ ตัวอย่างเช่น แบบจำลองสมองสามารถใช้เพื่อตรวจสอบสัญญาณของโรคในสมองและผลกระทบของยา บางชนิด ซึ่งช่วยให้สามารถพัฒนาวิธีการวินิจฉัยและการรักษาที่ดีขึ้นได้ ในที่สุด เทคโนโลยีเหล่านี้มีแนวโน้มที่จะนำไปสู่ทางเลือกทางการแพทย์ที่ทันสมัยมากขึ้นสำหรับผู้ป่วยในราคาที่ต่ำลง^{[ 12 ]}

นอกจากนี้ การจำลองสมองอย่างละเอียดต้องใช้พลังการประมวลผล จำนวนมาก ส่งผลให้เกิดการพัฒนาด้านซูเปอร์คอมพิวเตอร์และเทคนิคการประมวลผลที่ประหยัดพลังงานและได้รับแรงบันดาลใจจากสมอง การพัฒนาด้านการคำนวณสามารถขยายไปสู่สาขาต่างๆ เช่นการขุดข้อมูลโทรคมนาคม เครื่องใช้ไฟฟ้า และการใช้งานทางอุตสาหกรรมอื่นๆ^{[ 12 ]}

ผลกระทบทางจริยธรรมในระยะยาวของโครงการก็ได้รับการพิจารณาเช่นกัน โครงการนี้ดำเนินตามนโยบายการวิจัยและนวัตกรรมอย่างมีความรับผิดชอบ และคณะกรรมการที่ปรึกษาด้านจริยธรรมมีหน้าที่ตรวจสอบการใช้ผู้ทดลองที่เป็นมนุษย์ สัตว์ทดลอง และข้อมูลที่รวบรวมได้ ผลกระทบต่อสังคม อุตสาหกรรม และเศรษฐกิจของยุโรปได้รับการตรวจสอบโดยห้องปฏิบัติการพยากรณ์ของโครงการจริยธรรมและสังคมของ HBP ^{[ 17 ]}

จดหมายเปิดผนึกฉบับหนึ่งถูกส่งเมื่อวันที่ 7 กรกฎาคม 2558 ถึงคณะกรรมาธิการยุโรปโดยนักวิจัยชาวยุโรป 154 คน (มีผู้ลงนาม 750 คน ณ วันที่ 3 กันยายน 2557) ^{[ 2 ]}โดยบ่นถึงแนวทางที่แคบเกินไปของ HBP และขู่ว่าจะคว่ำบาตรโครงการ^{[ 18 ]}ประเด็นสำคัญของข้อโต้แย้งนี้คือข้อพิพาทภายในเกี่ยวกับการจัดหาเงินทุนสำหรับนักวิทยาศาสตร์ด้านความรู้ความเข้าใจที่ศึกษาการทำงานของสมองระดับสูง เช่น ความคิดและพฤติกรรม อย่างไรก็ตาม HBP ระบุว่า "ไม่มีข้อสงสัยเลยว่าความรู้ความเข้าใจและพฤติกรรมมีความสำคัญต่อ HBP" โดยอธิบายว่าการวิจัยด้านประสาทวิทยาศาสตร์เชิงความรู้ความเข้าใจได้รับการจัดวางตำแหน่งใหม่ในโครงการเพื่อให้โครงการหลักสามารถมุ่งเน้นไปที่การสร้างแพลตฟอร์ม นอกจากนี้ จดหมายเปิดผนึกยังเรียกร้องให้คณะกรรมาธิการยุโรป "จัดสรรเงินทุนที่จัดสรรให้กับโครงการหลักของ HBP และโครงการพันธมิตรใหม่ให้กับเงินทุนที่มุ่งเน้นด้านประสาทวิทยาศาสตร์ในวงกว้างเพื่อให้บรรลุเป้าหมายดั้งเดิมของ HBP นั่นคือการทำความเข้าใจการทำงานของสมองและผลกระทบต่อสังคม" ในการตอบกลับ HBP กล่าวว่า "ในขณะที่การวิจัยทางประสาทวิทยาศาสตร์สร้างข้อมูลที่มีค่าจำนวนมหาศาล แต่ปัจจุบันยังไม่มีเทคโนโลยีใด ๆ สำหรับการแบ่งปัน จัดระเบียบ วิเคราะห์ หรือบูรณาการข้อมูลนี้ นอกเหนือจากเอกสารและแม้แต่ฐานข้อมูล HBP จะจัดหาชั้นที่ขาดหายไปที่สำคัญเพื่อก้าวไปสู่การสร้างและการจำลองสมองหลายระดับ" HBP เสริมว่า "ประสาทวิทยาศาสตร์ด้านความรู้ความเข้าใจและพฤติกรรมจะกลายเป็นองค์ประกอบที่สำคัญที่สุดของประสาทวิทยาศาสตร์ใน HBP ตลอดระยะเวลาของโครงการ อย่างไรก็ตาม เพื่อให้สิ่งนี้เกิดขึ้นได้ แพลตฟอร์มจะต้องพร้อมใช้งานก่อน" ^{[ 19 ]}

ปีเตอร์ ดายันผู้อำนวยการด้านประสาทวิทยาศาสตร์เชิงคำนวณที่มหาวิทยาลัยคอลเลจลอนดอนโต้แย้งว่าเป้าหมายของการจำลองสมองขนาดใหญ่ยังเร็วเกินไปอย่างมาก^{[ 20 ]} และเจฟฟรีย์ ฮินตันกล่าวว่า "ปัญหาที่แท้จริงของโครงการนั้นคือพวกเขาไม่รู้เลยว่าจะทำให้ระบบขนาดใหญ่แบบนั้นเรียนรู้ได้อย่างไร" ^{[ 21 ]}โรเบิร์ต เอปสไตน์ก็ได้ แสดงความกังวลในทำนองเดียวกันเกี่ยวกับระเบียบวิธีของโครงการ^{[ 22 ]}

HBP กล่าวว่าสมาชิกของตนมีความไม่แน่นอนเกี่ยวกับการจำลองขนาดใหญ่ แต่ "การสร้างและจำลองสมองมนุษย์เป็นวิสัยทัศน์ เป็นเป้าหมาย ประโยชน์จะมาจากเทคโนโลยีที่จำเป็นในการไปให้ถึงจุดนั้น เทคโนโลยีดังกล่าวซึ่งพัฒนาโดย HBP จะเป็นประโยชน์ต่อวิทยาศาสตร์ประสาททั้งหมดรวมถึงสาขาที่เกี่ยวข้องด้วย" ^{[ 19 ]}

ในปี 2558 โครงการได้ผ่านกระบวนการตรวจสอบ และคณะกรรมการบริหารสามคนซึ่งนำโดยเฮนรี มาร์ครัมถูกยุบ^{[ 3 ] [ 23 ] [ 24 ]}และถูกแทนที่ด้วยคณะกรรมการบริหาร 22 คน^{[ 25 ]}

จากบทความปี 2019 ระบุว่า "ในปี 2013 คณะกรรมาธิการยุโรปได้มอบเงินทุนจำนวนมหาศาลถึง 1 พันล้านยูโร (ซึ่งมีมูลค่าประมาณ 1.42 พันล้านดอลลาร์ในขณะนั้น) ให้แก่โครงการริเริ่มของเขา—โครงการสมองมนุษย์ (HBP)...ผู้คนที่ฉันติดต่อมาต่างก็พยายามอย่างหนักที่จะระบุถึงผลงานสำคัญที่ HBP ได้ทำไว้ในช่วงทศวรรษที่ผ่านมา" ^{[ 26 ]}บทความอีกฉบับหนึ่งสรุปว่า "ท้ายที่สุดแล้ว โครงการขนาดใหญ่ได้สร้างชุมชนของนักวิทยาศาสตร์ที่มุ่งเน้นเป้าหมายร่วมกันบางประการ" เขากล่าว "นั่นคือมรดกที่ยั่งยืน" ^{[ 3 ]}

โครงสร้างพื้นฐานการวิจัยสมองแห่งยุโรป ( EBRAINS ) เป็นโครงสร้างพื้นฐานการวิจัยที่สร้างขึ้นผ่าน HBP "ซึ่งรวบรวมข้อมูลและเครื่องมือที่หลากหลายสำหรับการวิจัยที่เกี่ยวข้องกับสมอง" ^{[ 27 ]} EBRAINS ประกอบด้วยชุดของโครงการริเริ่มด้านโครงสร้างพื้นฐาน (เช่น แผนที่สมอง) ^{[ 28 ]}เครื่องมือและบริการ (เช่น ชุดซอฟต์แวร์ sPyNNaker สำหรับฮาร์ดแวร์SpiNNaker ) ^{[ 29 ]}และโครงการชุมชน เป็นสมาคมระหว่างประเทศที่ไม่แสวงหาผลกำไรมีสำนักงานใหญ่อยู่ที่กรุงบรัสเซลส์ประเทศเบลเยียม และเป็นสมาชิกของสมาคมEuropean Open Science Cloud

• เว็บไซต์อย่างเป็นทางการ
• HBP-นิวโรโรโบติกส์