Neuroinformática

La neuroinformática es un campo emergente que combina la informática y la neurociencia . La neuroinformática está relacionada con el procesamiento de datos e información de la neurociencia mediante redes neuronales artificiales . ^[1] Existen tres direcciones principales en las que se debe aplicar la neuroinformática: ^[2]

• el desarrollo de modelos computacionales del sistema nervioso y de los procesos neuronales;
• el desarrollo de herramientas para analizar y modelar datos de neurociencia; y
• el desarrollo de herramientas y bases de datos para la gestión y el intercambio de datos de neurociencia en todos los niveles de análisis.

La neuroinformática abarca la filosofía ( teoría computacional de la mente ), la psicología ( teoría del procesamiento de la información ), la informática ( computación natural , computación bioinspirada ), entre otras disciplinas. La neuroinformática no se ocupa de la materia o la energía, ^[3] por lo que puede verse como una rama de la neurobiología que estudia varios aspectos de los sistemas nerviosos . El término neuroinformática parece usarse como sinónimo de informática cognitiva , descrita por Journal of Biomedical Informatics como un dominio interdisciplinario que se centra en el procesamiento de la información humana, los mecanismos y los procesos dentro del contexto de la computación y las aplicaciones informáticas. ^[4] Según la Biblioteca Nacional Alemana , la neuroinformática es sinónimo de neurocomputación . ^[5] En las Actas de la 10ª Conferencia Internacional IEEE sobre Informática Cognitiva y Computación Cognitiva se introdujo la siguiente descripción: Informática Cognitiva (CI) como una investigación transdisciplinaria de la informática, las ciencias de la información, la ciencia cognitiva y la ciencia de la inteligencia. La CI investiga los mecanismos y procesos de procesamiento de información interna del cerebro y la inteligencia natural, así como sus aplicaciones de ingeniería en la computación cognitiva. ^[6] Según el INCF, la neuroinformática es un campo de investigación dedicado al desarrollo de bases de datos y conocimientos de neurociencia junto con modelos computacionales. ^[7]

Los modelos de computación neuronal son intentos de dilucidar, de manera abstracta y matemática, los principios básicos que subyacen al procesamiento de la información en los sistemas nerviosos biológicos o en sus componentes funcionales. Debido a la complejidad del comportamiento del sistema nervioso, los límites de error experimentales asociados están mal definidos, pero el mérito relativo de los diferentes modelos de un subsistema en particular se puede comparar según la precisión con la que reproducen comportamientos del mundo real o responden a señales de entrada específicas. En el campo estrechamente relacionado de la neuroetología computacional, la práctica consiste en incluir el entorno en el modelo de tal manera que se cierre el ciclo. En los casos en los que no se dispone de modelos competitivos, o en los que solo se han medido o cuantificado respuestas generales, un modelo claramente formulado puede guiar al científico en el diseño de experimentos para investigar los mecanismos bioquímicos o la conectividad de la red.

Las redes neuronales artificiales (RNA), generalmente llamadas simplemente redes neuronales (NN), son sistemas informáticos vagamente inspirados en las redes neuronales biológicas que constituyen los cerebros animales . ^[8] Una RNA se basa en una colección de unidades conectadas o nodos llamados neuronas artificiales , que modelan vagamente las neuronas en un cerebro biológico. Cada conexión, como las sinapsis en un cerebro biológico, puede transmitir una señal a otras neuronas. Una neurona artificial que recibe una señal luego la procesa y puede enviar señales a las neuronas conectadas a ella. La "señal" en una conexión es un número real , y la salida de cada neurona se calcula mediante alguna función no lineal de la suma de sus entradas. Las conexiones se llaman bordes . Las neuronas y los bordes generalmente tienen un peso que se ajusta a medida que avanza el aprendizaje. El peso aumenta o disminuye la fuerza de la señal en una conexión. Las neuronas pueden tener un umbral de modo que una señal se envíe solo si la señal agregada cruza ese umbral. Normalmente, las neuronas se agregan en capas. Diferentes capas pueden realizar diferentes transformaciones en sus entradas. Las señales viajan desde la primera capa (la capa de entrada) a la última capa (la capa de salida), posiblemente después de atravesar las capas varias veces.

La emulación cerebral es el concepto de crear un modelo computacional funcional y la emulación de un cerebro o parte de un cerebro. En diciembre de 2006, ^[9] el proyecto Blue Brain completó una simulación de la columna neocortical de una rata . La columna neocortical se considera la unidad funcional más pequeña del neocórtex . El neocórtex es la parte del cerebro que se cree que es responsable de funciones de orden superior como el pensamiento consciente, y contiene 10.000 neuronas en el cerebro de la rata (y 10 ⁸ sinapsis ). En noviembre de 2007, ^[10] el proyecto informó el final de su primera fase, entregando un proceso impulsado por datos para crear, validar e investigar la columna neocortical. Una red neuronal artificial descrita como "tan grande y compleja como la mitad del cerebro de un ratón" ^[11] se ejecutó en una supercomputadora IBM Blue Gene por el equipo de investigación de la Universidad de Nevada en 2007. Cada segundo de tiempo simulado tomó diez segundos de tiempo de computadora. Los investigadores afirmaron observar impulsos nerviosos "biológicamente consistentes" que fluían a través de la corteza virtual. Sin embargo, la simulación carecía de las estructuras observadas en los cerebros de ratones reales, y pretenden mejorar la precisión de los modelos de neuronas y sinapsis. ^[12] La carga mental es el proceso de escanear una estructura física del cerebro con la suficiente precisión para crear una emulación del estado mental (incluyendo la memoria a largo plazo y el "yo") y copiarla a una computadora en forma digital . La computadora luego ejecutaría una simulación del procesamiento de información del cerebro, de modo que respondería esencialmente de la misma manera que el cerebro original y experimentaría tener una mente consciente sensible . ^{[13] [14] [15]} Se están realizando importantes investigaciones en áreas relacionadas en el mapeo y simulación del cerebro animal, el desarrollo de supercomputadoras más rápidas, la realidad virtual , las interfaces cerebro-computadora , la conectómica y la extracción de información de cerebros que funcionan dinámicamente. ^[16] Según los partidarios, muchas de las herramientas e ideas necesarias para lograr la carga mental ya existen o están actualmente en desarrollo activo; Sin embargo, admitirán que otros son, todavía, muy especulativos, pero dicen que todavía están en el ámbito de las posibilidades de ingeniería.

La investigación sobre la interfaz cerebro-computadora comenzó en la década de 1970 en la Universidad de California en Los Ángeles con una subvención de la National Science Foundation , seguida de un contrato de DARPA . ^{[17] [18]} Los artículos publicados después de esta investigación también marcan la primera aparición de la expresión interfaz cerebro-computadora en la literatura científica. Recientemente, los estudios sobre la interacción humano-computadora a través de la aplicación del aprendizaje automático con características temporales estadísticas extraídas del lóbulo frontal , datos de ondas cerebrales EEG han demostrado altos niveles de éxito en la clasificación de estados mentales (relajado, neutral, concentrado), estados emocionales mentales (negativo, neutral, positivo) ^[19] y disritmia talamocortical . ^[20]

La neuroinformática es el estudio científico del flujo y procesamiento de la información en el sistema nervioso. Los científicos del instituto utilizan técnicas de obtención de imágenes cerebrales, como la resonancia magnética , para revelar la organización de las redes cerebrales implicadas en el pensamiento humano. La simulación cerebral es el concepto de crear un modelo informático funcional de un cerebro o de una parte del cerebro. Hay tres direcciones principales en las que se debe aplicar la neuroinformática:

• el desarrollo de modelos computacionales del sistema nervioso y de los procesos neuronales,
• el desarrollo de herramientas para analizar datos de dispositivos para diagnóstico neurológico,
• el desarrollo de herramientas y bases de datos para la gestión y compartición de datos cerebrales de pacientes en instituciones de salud.

La simulación cerebral es el concepto de crear un modelo computacional funcional de un cerebro o parte de un cerebro. ^[21] En diciembre de 2006, ^[22] el proyecto Blue Brain completó una simulación de la columna neocortical de una rata . La columna neocortical se considera la unidad funcional más pequeña del neocórtex . El neocórtex es la parte del cerebro que se cree que es responsable de funciones de orden superior como el pensamiento consciente, y contiene 10.000 neuronas en el cerebro de la rata (y 10 ⁸ sinapsis ). En noviembre de 2007, ^[23] el proyecto informó el final de su primera fase, entregando un proceso impulsado por datos para crear, validar e investigar la columna neocortical. Una red neuronal artificial descrita como "tan grande y tan compleja como la mitad del cerebro de un ratón" ^[24] se ejecutó en una supercomputadora IBM Blue Gene por el equipo de investigación de la Universidad de Nevada en 2007. Cada segundo de tiempo simulado tomó diez segundos de tiempo de computadora. Los investigadores afirmaron haber observado impulsos nerviosos "biológicamente consistentes" que fluían a través de la corteza virtual. Sin embargo, la simulación carecía de las estructuras observadas en los cerebros de ratones reales, y pretenden mejorar la precisión de los modelos de neuronas y sinapsis. ^[25]

La carga mental es el proceso de escanear una estructura física del cerebro con la precisión suficiente para crear una emulación del estado mental (incluyendo la memoria a largo plazo y el "yo") y copiarlo a una computadora en forma digital . La computadora luego ejecutaría una simulación del procesamiento de información del cerebro, de modo que respondería esencialmente de la misma manera que el cerebro original y experimentaría tener una mente consciente sintiente . ^{[13] [26] [15]} Se están llevando a cabo importantes investigaciones en áreas relacionadas en el mapeo y simulación del cerebro animal, el desarrollo de supercomputadoras más rápidas, la realidad virtual , las interfaces cerebro-computadora , la conectómica y la extracción de información de cerebros que funcionan dinámicamente. ^[27] Según los partidarios, muchas de las herramientas e ideas necesarias para lograr la carga mental ya existen o están actualmente en desarrollo activo; sin embargo, admitirán que otras son, hasta ahora, muy especulativas, pero dicen que todavía están en el ámbito de las posibilidades de ingeniería.

La neuroinformática (en el contexto de la bibliotecología ) también se dedica al desarrollo de conocimientos neurobiológicos con modelos computacionales y herramientas analíticas para compartir, integrar y analizar datos experimentales y avanzar en teorías sobre la función del sistema nervioso . En el contexto del INCF, este campo se refiere a la información científica sobre datos experimentales primarios, ontología, metadatos, herramientas analíticas y modelos computacionales del sistema nervioso. Los datos primarios incluyen experimentos y condiciones experimentales relacionados con el nivel genómico, molecular, estructural, celular, de redes, de sistemas y de comportamiento, en todas las especies y preparaciones tanto en estados normales como desordenados. ^[28] En la última década, a medida que muchos grupos de investigación reunían grandes cantidades de datos diversos sobre el cerebro, se planteó el problema de cómo integrar los datos de miles de publicaciones para habilitar herramientas eficientes para futuras investigaciones. Los datos biológicos y de neurociencia están altamente interconectados y son complejos, y por sí mismos, la integración representa un gran desafío para los científicos.

El Instituto Nacional de Salud Mental de los Estados Unidos (NIMH), el Instituto Nacional de Abuso de Drogas (NIDA) y la Fundación Nacional de Ciencias (NSF) proporcionaron fondos al Instituto de Medicina de la Academia Nacional de Ciencias para que llevara a cabo un análisis y estudio cuidadoso de la necesidad de introducir técnicas computacionales en la investigación del cerebro. Las recomendaciones positivas se informaron en 1991. ^[29] Este informe positivo permitió al NIMH, ahora dirigido por Allan Leshner, crear el "Proyecto Cerebro Humano" (HBP), con las primeras subvenciones otorgadas en 1993. A continuación, Koslow persiguió la globalización del HPG y la neuroinformática a través de la Unión Europea y la Oficina para la Cooperación y el Desarrollo Económicos (OCDE), París, Francia. Dos oportunidades particulares se presentaron en 1996.

• El primero fue la existencia del grupo de trabajo sobre biotecnología de la Comisión Europea y los Estados Unidos, copresidido por Mary Clutter , de la NSF. En el marco del mandato de este comité, del que Koslow era miembro, se creó el Comité de Neuroinformática de la Comisión Europea y los Estados Unidos, copresidido por Koslow, de los Estados Unidos. Este comité dio lugar a que la Comisión Europea iniciara el apoyo a la neuroinformática en el marco 5 y ha seguido apoyando las actividades de investigación y formación en neuroinformática.
• Una segunda oportunidad para la globalización de la neuroinformática se produjo cuando se preguntó a los gobiernos participantes del Mega Foro Científico (MSF) de la OCDE si tenían alguna nueva iniciativa científica que presentar para la cooperación científica en todo el mundo. La Oficina de Política Científica y Tecnológica de la Casa Blanca solicitó que las agencias del gobierno federal se reunieran en el NIH para decidir si era necesaria una cooperación que fuera beneficiosa a nivel mundial. El NIH celebró una serie de reuniones en las que se analizaron las propuestas de diferentes agencias. La recomendación de propuesta de los EE. UU. para el MSF fue una combinación de las propuestas de la NSF y del NIH. Jim Edwards de la NSF apoyó las bases de datos y el intercambio de datos en el área de la biodiversidad.

Las dos iniciativas relacionadas se combinaron para formar la propuesta de los Estados Unidos sobre "Informática biológica". Esta iniciativa fue apoyada por la Oficina de Política Científica y Tecnológica de la Casa Blanca y presentada en el Foro Científico Mundial de la OCDE por Edwards y Koslow. Se creó un comité del Foro Científico Mundial sobre Informática biológica con dos subcomités: 1. Biodiversidad (Presidente, James Edwards, NSF), y 2. Neuroinformática (Presidente, Stephen Koslow, NIH). Al cabo de dos años, el subcomité de Neuroinformática del Grupo de Trabajo sobre Biología publicó un informe en apoyo de un esfuerzo mundial en neuroinformática. Koslow, en colaboración con el NIH y la Oficina de Política Científica y Tecnológica de la Casa Blanca, estableció un nuevo grupo de trabajo sobre neuroinformática para elaborar recomendaciones específicas que respaldaran las recomendaciones más generales del primer informe. El Foro Científico Mundial (GSF, cuyo nombre cambió de MSF) de la OCDE apoyó esta recomendación.

Instituto de Neuroinformática, Universidad de Zúrich

El Instituto de Neuroinformática se creó en la Universidad de Zúrich y en la ETH de Zúrich a finales de 1995. La misión del Instituto es descubrir los principios clave por los que funciona el cerebro e implementarlos en sistemas artificiales que interactúen de forma inteligente con el mundo real. ^[30]

Instituto de Computación Adaptativa y Neural, Facultad de Informática, Universidad de Edimburgo

El Grupo de Neurociencia Computacional y Neuroinformática del Instituto de Computación Adaptativa y Neural de la Facultad de Informática de la Universidad de Edimburgo estudia cómo el cerebro procesa la información . ^[31]

Centro Internacional de Coordinación de Neuroinformática

Organización internacional con la misión ^[32] de desarrollar, evaluar y respaldar estándares y mejores prácticas que adopten los principios de una neurociencia abierta, justa ^[33] y citable. A octubre de 2019, el INCF tiene nodos activos en 18 países. ^[34] Este comité presentó 3 recomendaciones a los gobiernos miembros del GSF. Estas recomendaciones fueron:

1. Los programas nacionales de neuroinformática deberían continuar o iniciarse en cada país y deberían contar con un nodo nacional que proporcione recursos de investigación a nivel nacional y sirva como contacto para la coordinación nacional e internacional.
2. Se debería crear un Centro Internacional de Coordinación de la Neuroinformática. El Centro coordinará la implementación de una red mundial de neuroinformática mediante la integración de nodos nacionales de neuroinformática.
3. Se debería establecer un nuevo sistema de financiación internacional.

Este plan debería eliminar las barreras nacionales y disciplinarias y proporcionar un enfoque más eficiente para la investigación colaborativa global y el intercambio de datos. En este nuevo plan, se espera que cada país financie a los investigadores participantes de su país. El comité de neuroinformática del GSF elaboró ​​entonces un plan de negocios para el funcionamiento, apoyo y establecimiento del INCF que fue apoyado y aprobado por los Ministros de Ciencia del GSF en su reunión de 2004. En 2006 se creó el INCF y su oficina central se estableció y puso en funcionamiento en el Instituto Karolinska, Estocolmo, Suecia, bajo la dirección de Sten Grillner . Dieciséis países (Australia, Canadá, China, la República Checa, Dinamarca, Finlandia, Francia, Alemania, India, Italia, Japón, los Países Bajos, Noruega, Suecia, Suiza, el Reino Unido y los Estados Unidos) y la Comisión Europea establecieron la base legal para el INCF y el Programa en Neuroinformática Internacional (PIN). Hasta la fecha, dieciocho países (Australia, Bélgica, República Checa, Finlandia, Francia, Alemania, India, Italia, Japón, Malasia, Países Bajos, Noruega, Polonia, República de Corea, Suecia, Suiza, Reino Unido y Estados Unidos) son miembros del INCF. La membresía está pendiente de otros varios países. El objetivo del INCF es coordinar y promover actividades internacionales en neuroinformática. El INCF contribuye al desarrollo y mantenimiento de bases de datos e infraestructura computacional y mecanismos de apoyo para aplicaciones de neurociencia. Se espera que el sistema proporcione acceso a todos los datos y recursos del cerebro humano de libre acceso a la comunidad científica internacional. La tarea más general del INCF es proporcionar condiciones para desarrollar aplicaciones convenientes y flexibles para los laboratorios de neurociencia con el fin de mejorar nuestro conocimiento sobre el cerebro humano y sus trastornos.

Laboratorio de Neuroinformática, Instituto Nencki de Biología Experimental

La actividad principal del grupo es el desarrollo de herramientas y modelos computacionales y su uso para comprender la estructura y función del cerebro. ^[35]

Neuroimagen y neuroinformática, Instituto Howard Florey, Universidad de Melbourne

Los científicos del Instituto utilizan técnicas de imágenes cerebrales, como la resonancia magnética, para revelar la organización de las redes cerebrales involucradas en el pensamiento humano. Dirigido por Gary Egan.

Instituto Neurológico de Montreal, Universidad McGill

Dirigido por Alan Evans, MCIN lleva a cabo investigaciones sobre el cerebro que requieren un uso intensivo de recursos computacionales y utiliza enfoques matemáticos y estadísticos innovadores para integrar datos clínicos, psicológicos y de imágenes cerebrales con la genética. Los investigadores y el personal de MCIN también desarrollan infraestructura y herramientas de software en las áreas de procesamiento de imágenes, bases de datos y computación de alto rendimiento. La comunidad MCIN, junto con el Centro Ludmer de Neuroinformática y Salud Mental, colabora con una amplia gama de investigadores y se centra cada vez más en el intercambio de datos abiertos y la ciencia abierta, incluso para el Instituto Neurológico de Montreal.

El Centro THOR de Neuroinformática

Fundado en abril de 1998 en el Departamento de Modelado Matemático de la Universidad Técnica de Dinamarca, el Centro THOR, además de perseguir objetivos de investigación independientes, alberga una serie de proyectos relacionados con redes neuronales, neuroimagen funcional, procesamiento de señales multimedia y procesamiento de señales biomédicas.

El piloto del portal de neuroinformática

El proyecto forma parte de un esfuerzo más amplio para mejorar el intercambio de datos de neurociencia, herramientas de análisis de datos y software de modelado. El portal cuenta con el apoyo de muchos miembros del Grupo de Trabajo de la OCDE sobre Neuroinformática. El proyecto piloto del portal está promovido por el Ministerio de Ciencia y Educación de Alemania.

Neurociencia computacional, ITB, Universidad Humboldt de Berlín

Este grupo se centra en la neurobiología computacional, en particular en la dinámica y las capacidades de procesamiento de señales de los sistemas con neuronas activas . Dirigido por Andreas VM Herz.

El grupo de neuroinformática de Bielefeld

Activo en el campo de las redes neuronales artificiales desde 1989. Los programas de investigación actuales dentro del grupo se centran en la mejora de las interfaces hombre-máquina, el control de fuerza de los robots, los experimentos de seguimiento ocular, la visión artificial, la realidad virtual y los sistemas distribuidos.

Laboratorio de Neurociencia Computacional Corporal (LOCEN) ^[36]

Este grupo, que forma parte del Instituto de Ciencias y Tecnologías Cognitivas del Consejo Nacional de Investigación de Italia (ISTC-CNR) en Roma y fue fundado en 2006, está actualmente dirigido por Gianluca Baldassarre. Tiene dos objetivos: (a) comprender los mecanismos cerebrales que subyacen al aprendizaje y la expresión del comportamiento sensoriomotor, y las motivaciones relacionadas y la cognición de nivel superior basada en ellos, sobre la base de modelos computacionales incorporados; (b) transferir el conocimiento adquirido a la construcción de controladores innovadores para robots humanoides autónomos capaces de aprender de manera abierta sobre la base de motivaciones intrínsecas y extrínsecas.

Recurso nacional de neuroinformática de Japón

La plataforma Visiome es el servicio de búsqueda en neuroinformática que brinda acceso a modelos matemáticos, datos experimentales, bibliotecas de análisis y recursos relacionados. También está disponible un portal en línea para compartir datos neurofisiológicos en BrainLiner.jp como parte del Programa de investigación estratégica para las ciencias del cerebro (SRPBS) del MEXT .

Laboratorio de Neurociencia Matemática, Instituto de Ciencias del Cerebro RIKEN (Wako, Saitama)

El objetivo del Laboratorio de Neurociencia Matemática es establecer bases matemáticas para los cálculos de tipo cerebral con miras a la construcción de un nuevo tipo de ciencia de la información. Dirigido por Shun-ichi Amari.

Programa estatal de los Países Bajos en neuroinformática

Se inició a la luz del Foro Científico Global internacional de la OCDE, cuyo objetivo es crear un programa mundial en neuroinformática.

Laboratorio de investigación en neuroinformática de NUST-SEECS ^[37]

La creación del Laboratorio de Neuroinformática en el SEECS-NUST ha permitido a los investigadores y miembros del cuerpo docente paquistaníes participar activamente en tales esfuerzos, convirtiéndose así en parte activa de los procesos de experimentación, simulación y visualización antes mencionados. El laboratorio colabora con las principales instituciones internacionales para desarrollar recursos humanos altamente capacitados en el campo relacionado. Este laboratorio facilita que los neurocientíficos y los informáticos de Pakistán realicen sus experimentos y análisis sobre los datos recopilados utilizando metodologías de investigación de vanguardia sin invertir en el establecimiento de instalaciones de neurociencia experimental. El objetivo principal de este laboratorio es proporcionar instalaciones experimentales y de simulación de vanguardia a todos los beneficiarios, incluidos los institutos de educación superior, los investigadores y profesionales médicos y la industria tecnológica.

El proyecto del cerebro azul

El proyecto Blue Brain se fundó en mayo de 2005 y utiliza un superordenador Blue Gene /L con 8000 procesadores desarrollado por IBM. En su momento, era uno de los superordenadores más rápidos del mundo.

El proyecto implica:

• Bases de datos : modelos reconstruidos en 3D de neuronas, sinapsis, vías sinápticas, estadísticas de microcircuitos, modelos de neuronas de computadora, neuronas virtuales.
• Visualización : se están desarrollando generadores de microcircuitos y visualizadores de resultados de simulación, sistemas de visualización 2D, 3D e inmersivos.
• Simulación : un entorno de simulación para simulaciones a gran escala de neuronas morfológicamente complejas en 8000 procesadores de la supercomputadora Blue Gene de IBM.
• Simulaciones y experimentos : iteraciones entre simulaciones a gran escala de microcircuitos neocorticales y experimentos para verificar el modelo computacional y explorar predicciones.

La misión del Proyecto Blue Brain es comprender el funcionamiento y la disfunción del cerebro de los mamíferos mediante simulaciones detalladas. El Proyecto Blue Brain invitará a los investigadores a construir sus propios modelos de diferentes regiones cerebrales en diferentes especies y con diferentes niveles de detalle utilizando el software Blue Brain para la simulación en Blue Gene. Estos modelos se depositarán en una base de datos de Internet de la que el software Blue Brain podrá extraer y conectar modelos para construir regiones cerebrales y comenzar las primeras simulaciones del cerebro completo.

Proyecto de los genes a la cognición

Proyecto Genes to Cognition, un programa de investigación en neurociencia que estudia los genes, el cerebro y el comportamiento de forma integrada. Se dedica a una investigación a gran escala de la función de las moléculas que se encuentran en la sinapsis. Se centra principalmente en las proteínas que interactúan con el receptor NMDA, un receptor para el neurotransmisor glutamato, que es necesario para los procesos de plasticidad sináptica como la potenciación a largo plazo (LTP). Muchas de las técnicas utilizadas son de naturaleza de alto rendimiento, y la integración de las diversas fuentes de datos, junto con la guía de los experimentos, ha planteado numerosas cuestiones informáticas. El programa está dirigido principalmente por el profesor Seth Grant en el Wellcome Trust Sanger Institute , pero hay muchos otros equipos de colaboradores en todo el mundo.

El proyecto CARMEN ^[38]

El proyecto CARMEN es un proyecto de investigación multisitio (11 universidades en el Reino Unido) cuyo objetivo es utilizar la computación GRID para permitir que los neurocientíficos experimentales archiven sus conjuntos de datos en una base de datos estructurada, haciéndolos ampliamente accesibles para futuras investigaciones y para que los modeladores y desarrolladores de algoritmos puedan explotarlos.

Neurobiología computacional EBI, EMBL-EBI (Hinxton)

El objetivo principal del grupo es construir modelos realistas de la función neuronal en distintos niveles, desde la sinapsis hasta el microcircuito, basándose en el conocimiento preciso de las funciones e interacciones de las moléculas (biología de sistemas). Dirigido por Nicolas Le Novère.

Red de genes de neurogenética

Genenetwork comenzó como un componente del Proyecto Cerebro Humano del NIH en 1999 con un enfoque en el análisis genético de la estructura y función cerebral. Este programa internacional consiste en conjuntos de datos de genoma y fenoma estrechamente integrados para humanos, ratones y ratas que están diseñados específicamente para sistemas a gran escala y estudios de redes que relacionan variantes genéticas con diferencias en la expresión de ARNm y proteínas y con diferencias en la estructura y comportamiento del SNC. La gran mayoría de los datos son de acceso abierto. GeneNetwork tiene un sitio web complementario de neuroimagen -la Biblioteca del Cerebro del Ratón- que contiene imágenes de alta resolución de miles de cepas de ratones genéticamente definidas.

El análisis de series temporales neuronales (NTSA) ^[39]

NTSA Workbench es un conjunto de herramientas, técnicas y estándares diseñados para satisfacer las necesidades de los neurocientíficos que trabajan con datos de series temporales neuronales. El objetivo de este proyecto es desarrollar un sistema de información que facilite el almacenamiento, la organización, la recuperación, el análisis y la compartición de datos neuronales experimentales y simulados. El objetivo final es desarrollar un conjunto de herramientas, técnicas y estándares para satisfacer las necesidades de los neurocientíficos que trabajan con datos neuronales.

El Atlas Cognitivo ^[40]

El Atlas Cognitivo es un proyecto que desarrolla una base de conocimiento compartida en ciencia cognitiva y neurociencia. Esta comprende dos tipos básicos de conocimiento: tareas y conceptos, proporcionando definiciones y propiedades de los mismos, y también relaciones entre ellos. Una característica importante del sitio es la capacidad de citar literatura para afirmaciones (por ejemplo, "La tarea de Stroop mide el control ejecutivo") y de discutir su validez. Contribuye a NeuroLex y al Neuroscience Information Framework , permite el acceso programático a la base de datos y está construido sobre tecnologías de la web semántica .

Grupo de investigación de Big Data cerebral en el Instituto Allen de Ciencias del Cerebro (Seattle, Washington)

Dirigido por Hanchuan Peng, ^[41] este grupo se ha centrado en utilizar técnicas de análisis de datos y computación de imágenes a gran escala para reconstruir modelos de neuronas individuales y mapearlos en cerebros de diferentes animales.