Олексій Дзюба Наукпоп 6 січня 2025, 16:40

Науковці проєкту OpenWorm 14 років намагаються створити повну комп'ютерну модель черв'яка. Що це дає та як далеко зайшли вчені

Проєкт OpenWorm стартував у 2011 році і на сьогодні має значне просування.

Науковці проєкту OpenWorm майже створили повну комп’ютерну модель черв’яка, пише CEO Netpeak Group Артем Бородатюк.

В межах міжнародного наукового проєкту OpenWorm науковці намагаються створити повну комп’ютерну модель нематоди Caenorhabditis elegans — мікроскопічного черв’яка, що має лише 959 клітин, з яких 302 — нейрони.

Цей проєкт стартував у 2011 році і став першим у своєму роді. Його мета — створити повну цифрову модель організму, включаючи нейрони, м’язи, тканини й навіть шкіру. Проєкт започаткував Стефан Ларсон — біолог та дослідник, який бачить у симуляції організмів майбутнє медицини та науки. До його команди приєднались вчені зі США, Європи та Китаю.

OpenWorm працює над тим, щоб хробак поводився так само, як його живий аналог. Ідея виглядає простою, однак це перший крок до розуміння набагато складніших організмів, зокрема людини.

Розвиваючи подібну модель, одного дня вчені зможуть змоделювати наш мозок з його 86 млрд нейронів, а це може змінити уявлення про природу свідомості та реальності.

OpenWorm використовує сучасні біологічні, математичні та програмні підходи для створення точної моделі хробака. Ключовий момент — це цифровий опис нервової системи з її 302 нейронів, які взаємодіють між собою та генерують поведінку. Результати роботи доступні у відкритому коді, щоб інші дослідники могли їх використовувати.

Моделювання організму — це новий спосіб вивчати біологію. OpenWorm дозволяє тестувати гіпотези без експериментів на живих істотах, відкриваючи нові можливості для розуміння нейробіології та лікування хвороб.

Результати роботи команди станом на 2024 рік:

— Розроблено фізичний рушій Sibernetic для моделювання руху черв’яка.

— Створено моделі нейронного конектому та м’язових клітин у форматі NeuroML.

— Доступний 3D-анатомічний атлас черв’яка через веббраузер.

— Розвивається платформа Geppetto для багатомасштабного моделювання біологічних систем.

Наразі повна симуляція всіх 959 клітин C. elegans ще не завершена.

Прихильники OpenWorm вважають, що це прорив у науці. Відкриті дані сприяють глобальній співпраці, а моделювання організмів стане основою для досліджень складніших систем, таких як мозок людини.

Критиків цікавить, чи зможемо ми перевірити, що модель справді працює, як жива істота? Навіть у такого простого організму, як C. elegans, складно точно моделювати всі клітинні, фізичні та нейронні процеси. До того ж не всі біологічні механізми організму достатньо зрозумілі або задокументовані. Ще однією проблемою може стати те, що реалістичні симуляції потребують значної обчислювальної потужності.