4 jun 2013 ano - Luuakse Tartu Ülikooli arvutusliku ajuteaduse uurimisgrupp

Descrição:

Eesti jaoks üheks oluliseks sammuks psüühika uurimisel ning psühholoogiliste uurimismeetodite arendamisel on kindlasti 2013. aasta suvel Tartu Ülikooli arvutusliku ajuteaduse uurimisgrupi rajamine. Arvutuslik neuroteadus, olles üsnagi noor uurmisvaldkond, on viljakas pinnas uuendusliku psüühikat uuriva metoodika arendamiseks. Arvestades asjaolusid, et arvutuslik neuroteaduse populaarsus hakkas kasvama eelmise sajandi 80-ndate lõpus ning et Eestis algas hariduses “Tiigrihüppe” näol suurem tehnoloogiline areng 90-ndate lõpus, on 2013. aastal Tartu Ülikooli arvutusliku ajuteaduse uurimisgrupi loomine kiiduväärt jätk Eesti kui teadust väärtustava riigi edendamisesse.

Termini "arvutuslik neuroteadus" võttis kasutusele Eric Schwartz juba 1985. aastal. (Obermayer 2012). Esimene arvutusliku neuroteaduse konverents peeti juulis 1992 California Ülikooli konverentsikeskuses (Miller & Bower 2013). Alates sellest ajast korraldatakse neid konverentse igal aastal kuni tänaseni. Protsesside mudeldamine ja erinevate innovatiivsete lahenduste kaustamine eksperimentaalpsühholoogias võimaldavad mõista paremini inimmõistuse toimimise mehhanisme (Miller & Bower 2013).

Uurimisgruppi on selle alustamisest saadik juhtinud Hispaania päritolu teadlane Raul Vicente Zafra (1979), kes kaitses 2006. aastal doktoritööd füüsikas ning tegi järeldoktorantuuri Frankfurdis Max Plancki Aju-uuringute Instituudis. Peale Raul Vicente on uurimisgrupiga seotud veel teine tunnustatud Eesti päritolu teadlane Jaan Aru. Olles kirjutanud kaks äärmiselt menukat psühholoogia teemalist raamatut, on Jaan Aru mänginud tähtsat rolli teaduse populariseerimisel Eestis. Peale populariseerimise on ta ka panustanud palju Eesti teaduse arendamisesse. Jaan Aru on magistrikraadi omandanud Berliini Humboldti Ülikoolis psühholoogia erialal ning 2014. aastal kaitsnud doktoritööd “Distilling the neural correlates of conscious perception” (Aru et al., 2012) Frankfurdis Max Plancki Aju-uuringute Instituudis. Tartu Ülikooli arvutusliku ajuteaduse uurimisgrupi rajamiseni viis just nimelt Jaan Aru ning Raul Vicente omavaheline tutvumine Frankfurdis töötades.

Uurimisgrupi algne tööjaotus jagati 1) multidimensionaalsete andmete analüüsi ja uute analüüsimeetodite rakendamise ning 2) erinevate ajuprotsesside biofüüsikaliselt realistliku mudeldamise vahel (Aru, 2013). 2018 aastal püstitas labor endale kolm uurimissuunda: aju aktiivsuse analüüs masinõppe meetodite abil, kognitiivne tehisintellekt ja komplekssed süsteemid. Hetkel on uurimisgrupi autorite tööd enim keskendunud sügavõppe mudelite võimekuse testimisele (24.11.2023).

Uurimisgruppi kuuluvad peamiselt psühholoogia ja arvutiteaduste taustaga Tartu Ülikooli teadlased. Nende hulgas on näiteks Jaan Aru, Madis Vasser, Kadi Tulver, Kristjan Korjus ja Taivo Pungas (People n.d.). Uurimisgrupi teadlased on muuhulgas olnud väga silmapaistvad virtuaalreaalsuse arendamisel ja toomisel eksperimentaalpsühholoogiasse. Virtuaalreaalsuse kasutamise hõlbustamiseks on neuroteaduse uurijad välja töötanud vabavaralise VREX tööriistakasti, mille abil saab luua virtuaalreaalseid katseid (Vasser et al. 2017) ja juhiste komplekti, mis aitab luua virtuaalreaalsust psühholoogilisteks uuringuteks (Vasser & Aru 2020).

2013 oli arvutusliku neuroteaduse ja psühholoogia mõttes ka üldiselt murranguline aasta. Samal aastal asutati US BRAIN Initiative (pikemalt Brain Research through Advancing Innovative Neurotechnologies) (Wang et al 2020). See on nõuandev komitee, mis töötab koos US’i Riikliku Terviseinstituudiga, et kaasata rohkem spetsialiste ja seeläbi toetada innovatiivsete neuro tehnoloogiate arengut. Nende põhilisteks eesmärkideks on neurotehnoloogiate arendamine, dünaamiliste ajukuvamismeetodite arendamine, aju-uurimise eetiliste probleemide lahendamine ning palju muud (Mission n.d.) Projekti on kaasatud kümme erinevat instituuti, kelle tegevus toetab ettevõtmist (Overview n.d.).
Spetsiifilisemalt neurotehnoloogia valdkonnast tegi meditsiiniliste seadmete looja Medtronic seadme, mille abil saab aju aktiivsust salvestada ja seda elektriliselt manipuleerida. Selle abil loodetakse aidata epilepsia, parkinsoni, sügava depressiooni ja muude häiretega patsiente (Rojahn 2013). Ka ajukuvamises toimus läbimurre uue tehnoloogiaga CLARITY, mis võimaldab ajukoest läbi vaadata seljatades ajukuvamise ühe suurema probleemi - rakumembraanidest ja rasvkoest tulevad segajad. See võimaldab kuvada vaid spetsiifilisi neuroneid, mida parasjagu uurida soovime (Coontz 2013). Lisaks suutsid teadlased esimest korda ajaloos tüvirakkudest kasvatada miniatuurseid versioone inimeste ajudest (Kelland 2013).


Kasutatud kirjandus

Aru, J. (2013, June 9). Arvutusliku neuroteaduse grupi sissejuhatav nädal. Teadvuse Suure Probleemi Lahendamine. November 24, 2023, https://teadvus.wordpress.com/2013/06/09/arvutusliku-neuroteaduse-grupi-sissejuhatav-toonadal/

Aru, J. (2013a, June 4). Arvutusliku ajuteaduse uurimisgrupp TÜs. Teadvuse Suure Probleemi Lahendamine. November 24, 2023, https://teadvus.wordpress.com/2013/06/04/arvutusliku-ajuteaduse-uurimisgrupp-tus/
https://www.etis.ee/CV/Raul_Vicente%20Zafra/est/
https://www.etis.ee/portal/persons/display/ae7e6b18-73a6-4aea-b406-4c77edfa9e71/est

Coontz, R. (2013). Science’s Top 10 Breakthroughs of 2013. Science. https://www.science.org/content/article/sciences-top-10-breakthroughs-2013

DiSalvo, D. (2013). The Top Ten Brain Science And Psychology Studies Of 2013. Forbes. https://www.forbes.com/sites/daviddisalvo/2013/12/29/the-top-ten-brain-science-and-psychology-studies-of-2013/

Kelland, K. (2013). Scientists grow “mini human brains” from stem cells. Reuters.

Mission. (n.d.). US Brain Initiative. https://www.braininitiative.org/mission/ (vaadatud 20.11.23)

Miller, J. P. & Bower, J. M. (2013). Origins and History of Computational Neuroscience. Springer.

Obermayer, K. (2012). Editorial: Computational Neuroscience and Modeling of Diseases: Do We Need New Paradigms? Basic and Clinical Neuroscience. 3(3). 3-4. https://applications.emro.who.int/imemrf/Basic_Clin_Neurosci/Basic_Clin_Neurosci_2012_3_3_3_4.pdf

Overview. (n.d.). National Institutes of Health. https://braininitiative.nih.gov/about/overview. (vaadatud 20.11.23)

Publications (n.d.). Natural & Artificial Intelligence Lab. https://nail.cs.ut.ee/#research. (vaadatud 18.11.2023)

Rojahn, S. Y. (2013). New Implantable Device Can Manipulate and Record Brain Activity. MIT Technology Review.

Wang, X.-J. et al. (2020). Computational neuroscience: a frontier of the 21st century. National Science Review. 7(9). https://doi.org/10.1093/nsr/nwaa129

Adicionado na linha do tempo:

Data:

Imagens: