Neuroinformatics
نیورو انفارمیٹکس وہ شعبہ ہے جو انفارمیٹکس اور نیورو سائنس کو یکجا کرتا ہے۔ نیورو انفارمیٹکس کا تعلق نیورو سائنس ڈیٹا اور مصنوعی نیورل نیٹ ورک کے ذریعے انفارمیشن پروسیسنگ سے ہے۔ تین اہم سمتوں ہیں جہاں نیورو انفارمیٹکس کا اطلاق کرنا پڑتا ہے: اعصابی نظام اور عصبی عمل کے کمپیوٹیشنل ماڈل کی ترقی۔ نیورو سائنس ڈیٹا کے تجزیے اور ماڈلنگ کے لیے ٹولز کی ترقی، تجزیہ کی تمام سطحوں پر نیورو سائنس ڈیٹا کے انتظام اور اشتراک کے لیے ٹولز اور ڈیٹا بیس کی ترقی، نیورو انفارمیٹکس کا تعلق فلسفہ (کمپیوٹیشنل تھیوری آف مائنڈ)، نفسیات (انفارمیشن پروسیسنگ تھیوری)، کمپیوٹر سائنس (نیچرل کمپیوٹنگ، بائیو متاثر کمپیوٹنگ) سے ہے۔ نیورو انفارمیٹکس مادے یا توانائی سے نمٹتا نہیں ہے، اس لیے اسے نیورو بائیولوجی کی ایک شاخ کے طور پر دیکھا جا سکتا ہے جو اعصابی نظام کے مختلف پہلوؤں کا مطالعہ کرتی ہے۔ نیورو انفارمیٹکس کی اصطلاح علمی انفارمیٹکس کے مترادف استعمال ہوتی دکھائی دیتی ہے، جسے جرنل آف بائیو میڈیکل انفارمیٹکس نے بین الضابطہ ڈومین کے طور پر بیان کیا ہے جو کمپیوٹنگ اور کمپیوٹنگ ایپلی کیشنز کے تناظر میں انسانی انفارمیشن پروسیسنگ، میکانزم اور عمل پر مرکوز ہے۔ جرمن نیشنل لائبریری کے مطابق، نیورو انفارمیٹکس نیورو کمپیوٹنگ کا مترادف ہے۔ علمی انفارمیٹکس اور علمی کمپیوٹنگ پر 10 ویں آئی ای ای ای بین الاقوامی کانفرنس کی کارروائی میں درج ذیل وضاحت متعارف کرائی گئی: علمی انفارمیٹکس (سی آئی) کمپیوٹر سائنس، انفارمیشن سائنسز، علمی سائنس، اور ذہانت سائنس کی ایک بین الضابطہ تحقیقات کے طور پر۔ سی آئی اندرونی انفارمیشن پروسیسنگ میکانزم اور دماغ اور قدرتی ذہانت کے عمل کے ساتھ ساتھ علمی کمپیوٹنگ میں ان کی انجینئرنگ ایپلی کیشنز کی تحقیقات کرتا ہے۔ آئی این سی ایف کے مطابق، نیورو انفارمیٹکس ایک تحقیقی شعبہ ہے جو کمپیوٹیشنل ماڈلز کے ساتھ مل کر نیورو سائنس ڈیٹا اور علمی اڈوں کی ترقی کے لیے وقف ہے۔ نیورو سائیکولوجی اور نیورو بائیولوجی میں نیورو انفارمیٹکس نیورل کمپیوٹیشن کے ماڈل نیورل کمپیوٹیشن کے ماڈل ایک تجریدی اور ریاضیاتی انداز میں، بنیادی اصولوں کو واضح کرنے کی کوششیں ہیں جو حیاتیاتی اعصابی نظام، یا اس کے فعال اجزاء میں انفارمیشن پروسیسنگ کی بنیاد رکھتے ہیں۔ اعصابی نظام کے رویے کی پیچیدگی کی وجہ سے، متعلقہ تجرباتی غلطی کی حدود غیر متعین ہیں، لیکن کسی خاص ذیلی نظام کے مختلف ماڈلز کی متعلقہ قابلیت کا موازنہ اس بات کے مطابق کیا جا سکتا ہے کہ وہ حقیقی دنیا کے طرز عمل کو کتنی قریب سے دوبارہ پیش کرتے ہیں یا مخصوص ان پٹ سگنلز کا جواب دیتے ہیں۔ کمپیوٹیشنل نیوروتھولوجی کے قریب سے متعلق شعبے میں، عمل ماڈل میں ماحول کو اس طرح شامل کرنا ہے کہ لوپ بند ہو۔ ایسے معاملات میں جہاں مسابقتی ماڈل دستیاب نہیں ہیں، یا جہاں صرف مجموعی ردعمل کی پیمائش یا مقدار کی گئی ہے، ایک واضح طور پر وضع کردہ ماڈل بائیو کیمیکل میکانزم یا نیٹ ورک کنیکٹوٹی کی تحقیقات کے لیے تجربات کو ڈیزائن کرنے میں سائنسدان کی رہنمائی کر سکتا ہے۔ نیورو کمپیوٹنگ ٹیکنالوجیز مصنوعی عصبی نیٹ ورک (اے این این)، جسے عام طور پر صرف عصبی نیٹ ورک (این این ایس) کہا جاتا ہے، کمپیوٹنگ سسٹم ہیں جو حیاتیاتی عصبی نیٹ ورک سے مبہم طور پر متاثر ہوتے ہیں جو جانوروں کے دماغ کو تشکیل دیتے ہیں۔ اے این این منسلک اکائیوں یا نوڈس کے مجموعے پر مبنی ہوتا ہے جسے مصنوعی نیوران کہا جاتا ہے، جو حیاتیاتی دماغ میں نیوران کا ڈھیلا نمونہ بناتے ہیں۔ ہر کنکشن، حیاتیاتی دماغ میں مطابقت پذیری کی طرح، دوسرے نیوران کو سگنل منتقل کر سکتا ہے۔ ایک مصنوعی نیوران جو سگنل وصول کرتا ہے پھر اس پر عمل کرتا ہے اور اس سے منسلک نیوران کو سگنل دے سکتا ہے۔ کنکشن پر "سگنل" ایک حقیقی نمبر ہوتا ہے، اور ہر نیوران کی آؤٹ پٹ کا حساب اس کے ان پٹ کے مجموعے کے کسی غیر لکیری فنکشن سے لگایا جاتا ہے۔ کنکشنز کو کنج کہتے ہیں۔ نیوران اور کناروں کا عام طور پر ایک وزن ہوتا ہے جو سیکھنے کی پیشرفت کے ساتھ ایڈجسٹ ہوتا ہے۔ وزن کنکشن پر سگنل کی طاقت کو بڑھاتا یا کم کرتا ہے۔ نیوران میں ایک حد ہو سکتی ہے کہ سگنل صرف اس صورت میں بھیجا جاتا ہے جب مجموعی سگنل اس حد کو عبور کرتا ہے۔ عام طور پر، نیوران تہوں میں جمع ہوتے ہیں۔ مختلف پرتیں اپنے ان پٹ پر مختلف تبدیلیاں انجام دے سکتی ہیں۔ سگنلز پہلی پرت (ان پٹ پرت) سے آخری پرت (آؤٹ پٹ پرت) تک سفر کرتے ہیں، ممکنہ طور پر تہوں کو متعدد بار عبور کرنے کے بعد۔ دماغی ایمولیشن اور دماغ کو اپ لوڈ کرنا دماغی ایمولیشن ایک فعال کمپیوٹیشنل ماڈل اور دماغ یا دماغ کے کسی حصے کی ایمولیشن بنانے کا تصور ہے۔ دسمبر 2006 میں، بلیو برین پروجیکٹ نے چوہے کے نیوکورٹیکل کالم کا تخروپن مکمل کیا۔ نیوکورٹیکل کالم کو نیوکورٹیکس کی سب سے چھوٹی فعال اکائی سمجھا جاتا ہے۔ نیوکورٹیکس دماغ کا وہ حصہ ہے جس کے بارے میں خیال کیا جاتا ہے کہ وہ ہوش میں سوچ جیسے اعلی درجے کے افعال کے لیے ذمہ دار ہے، اور چوہے کے دماغ میں 10,000 نیوران (اور 108 مطابقت پذیری) پر مشتمل ہوتا ہے۔ نومبر 2007 میں، پروجیکٹ نے اپنے پہلے مرحلے کے اختتام کی اطلاع دی، جس میں نیوکورٹیکل کالم بنانے، توثیق کرنے اور تحقیق کے لیے ڈیٹا پر مبنی عمل فراہم کیا گیا۔ ایک مصنوعی عصبی نیٹ ورک جسے "چوہے کے دماغ کے آدھے حصے جتنا بڑا اور پیچیدہ" قرار دیا گیا ہے، 2007 میں یونیورسٹی آف نیواڈا کی تحقیقی ٹیم نے آئی بی ایم بلیو جین سپر کمپیوٹر پر چلایا تھا۔ مصنوعی وقت کے ہر سیکنڈ میں کمپیوٹر کا دس سیکنڈ کا وقت لگتا تھا۔ محققین نے "حیاتیاتی طور پر مستقل" اعصابی قوتوں کا مشاہدہ کرنے کا دعوی کیا جو ورچوئل پرانتستا سے گزرتے ہیں۔ تاہم، تخروپن میں حقیقی چوہوں کے دماغوں میں نظر آنے والے ڈھانچوں کی کمی تھی، اور وہ نیوران اور سنپیپس ماڈلز کی درستگی کو بہتر بنانے کا ارادہ رکھتے ہیں۔ مائنڈ اپ لوڈنگ دماغ کی جسمانی ساخت کو درست طریقے سے اسکین کرنے کا عمل ہے جو ذہنی حالت (بشمول طویل مدتی میموری اور "سیلف") کی تقلید پیدا کرنے اور اسے ڈیجیٹل شکل میں کمپیوٹر پر کاپی کرنے کے لیے کافی ہے۔ اس کے بعد کمپیوٹر دماغ کی انفارمیشن پروسیسنگ کا ایک تخروپن چلائے گا، اس طرح کہ یہ بنیادی طور پر اسی طرح جواب دے گا جس طرح اصل دماغ اور جذباتی ہوش میں دماغ کا تجربہ ہوتا ہے۔ جانوروں کے دماغ کی نقشہ سازی اور تخروپن، تیز رفتار سپر کمپیوٹرز کی ترقی، ورچوئل رئیلٹی، دماغ-کمپیوٹر انٹرفیس، کنیکٹومکس، اور متحرک طور پر کام کرنے والے دماغوں سے معلومات نکالنے میں متعلقہ شعبوں میں کافی مرکزی دھارے کی تحقیق کی جا رہی ہے۔ حامیوں کے مطابق، مائنڈ اپ لوڈنگ حاصل کرنے کے لیے درکار بہت سے ٹولز اور آئیڈیاز پہلے سے موجود ہیں یا فی الحال فعال ترقی کے تحت ہیں۔ تاہم، وہ تسلیم کریں گے کہ دوسرے ابھی تک بہت قیاس آرائی پر مبنی ہیں، لیکن ان کا کہنا ہے کہ وہ اب بھی انجینئرنگ کے امکان کے دائرے میں ہیں۔ برین کمپیوٹر انٹرفیس پر تحقیق کا آغاز 1970 کی دہائی میں یونیورسٹی آف کیلیفورنیا، لاس اینجلس میں نیشنل سائنس فاؤنڈیشن کی گرانٹ کے تحت ہوا، جس کے بعد ڈی اے آر پی اے سے معاہدہ ہوا۔ اس تحقیق کے بعد شائع ہونے والے مقالے سائنسی ادب میں اظہار دماغ-کمپیوٹر انٹرفیس کی پہلی ظاہری شکل کو بھی نشان زد کرتے ہیں۔ حال ہی میں، فرنٹل لوب، ای ای جی برین ویو ڈیٹا سے نکالی گئی شماریاتی عارضی خصوصیات کے ساتھ مشین لرننگ کے اطلاق کے ذریعے انسانی کمپیوٹر کے تعامل میں مطالعات نے ذہنی حالتوں (آرام دہ، غیر جانبدار، متمرکز) ذہنی جذباتی حالتوں (منفی، غیر جانبدار، مثبت) اور تھیلاموکورٹیکل ڈیسریتھمیا کی درجہ بندی میں اعلی سطح کی کامیابی ظاہر کی ہے۔ نیورو انجینئرنگ اور نیورو انفارمیٹکس نیورو انفارمیٹکس اعصابی نظام میں معلومات کے بہاؤ اور پروسیسنگ کا سائنسی مطالعہ ہے۔ انسٹی ٹیوٹ کے سائنس دان دماغی امیجنگ کی تکنیکوں کا استعمال کرتے ہیں، جیسے مقناطیسی گونج امیجنگ، انسانی فکر میں شامل دماغی نیٹ ورکس کی تنظیم کو ظاہر کرنے کے لیے۔ دماغی تخروپن دماغ یا دماغ کے کسی حصے کا ایک فعال کمپیوٹر ماڈل بنانے کا تصور ہے۔ تین اہم سمتوں ہیں جہاں نیورو انفارمیٹکس کا اطلاق کرنا پڑتا ہے: اعصابی نظام اور عصبی عمل کے کمپیوٹیشنل ماڈلز کی ترقی، اعصابی تشخیصی آلات کے لیے آلات سے ڈیٹا کا تجزیہ کرنے کے لیے ٹولز کی ترقی، انتظام کے لیے ٹولز اور ڈیٹا بیس کی ترقی اور صحت کی دیکھ بھال کے اداروں میں مریضوں کے دماغ کے ڈیٹا کا اشتراک۔ دماغ کی نقشہ سازی اور تخروپن دماغ کا تخروپن دماغ یا دماغ کے کسی حصے کا ایک فعال کمپیوٹیشنل ماڈل بنانے کا تصور ہے۔ دسمبر 2006 میں، بلیو برین پروجیکٹ نے چوہے کے نیوکورٹیکل کالم کا تخروپن مکمل کیا۔ نیوکورٹیکل کالم کو نیوکورٹیکس کی سب سے چھوٹی فعال اکائی سمجھا جاتا ہے۔ نیوکورٹیکس دماغ کا وہ حصہ ہے جس کے بارے میں خیال کیا جاتا ہے کہ وہ ہوش میں سوچ جیسے اعلی درجے کے افعال کے لیے ذمہ دار ہے، اور چوہے کے دماغ میں 10,000 نیوران (اور 108 مطابقت پذیری) پر مشتمل ہوتا ہے۔ نومبر 2007 میں، پروجیکٹ نے اپنے پہلے مرحلے کے اختتام کی اطلاع دی، جس میں نیوکورٹیکل کالم بنانے، توثیق کرنے اور تحقیق کے لیے ڈیٹا پر مبنی عمل فراہم کیا گیا۔ ایک مصنوعی عصبی نیٹ ورک جسے "چوہے کے دماغ کے آدھے حصے جتنا بڑا اور پیچیدہ" قرار دیا گیا ہے، 2007 میں یونیورسٹی آف نیواڈا کی تحقیقی ٹیم نے آئی بی ایم بلیو جین سپر کمپیوٹر پر چلایا تھا۔ مصنوعی وقت کے ہر سیکنڈ میں کمپیوٹر کا دس سیکنڈ کا وقت لگتا تھا۔ محققین نے "حیاتیاتی طور پر مستقل" اعصابی قوتوں کا مشاہدہ کرنے کا دعوی کیا جو ورچوئل پرانتستا سے گزرتے ہیں۔ تاہم، تخروپن میں حقیقی چوہوں کے دماغوں میں نظر آنے والے ڈھانچوں کی کمی تھی، اور وہ نیوران اور سنپیپس ماڈلز کی درستگی کو بہتر بنانے کا ارادہ رکھتے ہیں۔ ذہن کو اپ لوڈ کرنا دماغ کی جسمانی ساخت کو درست طریقے سے اسکین کرنے کا عمل ہے جو ذہنی حالت (بشمول طویل مدتی یادداشت اور "خود") کی تقلید پیدا کرنے اور اسے ڈیجیٹل شکل میں کمپیوٹر پر کاپی کرنے کے لیے کافی ہے۔ اس کے بعد کمپیوٹر دماغ کی انفارمیشن پروسیسنگ کا ایک تخروپن چلائے گا، اس طرح کہ یہ بنیادی طور پر اسی طرح جواب دے گا جس طرح اصل دماغ اور جذباتی ہوش میں دماغ کا تجربہ ہوتا ہے۔ جانوروں کے دماغ کی نقشہ سازی اور تخروپن، تیز رفتار سپر کمپیوٹرز کی ترقی، ورچوئل رئیلٹی، دماغ-کمپیوٹر انٹرفیس، کنیکٹومکس، اور متحرک طور پر کام کرنے والے دماغوں سے معلومات نکالنے میں متعلقہ شعبوں میں کافی مرکزی دھارے کی تحقیق کی جا رہی ہے۔ حامیوں کے مطابق، مائنڈ اپ لوڈنگ حاصل کرنے کے لیے درکار بہت سے ٹولز اور آئیڈیاز پہلے سے موجود ہیں یا فی الحال فعال ترقی کے تحت ہیں۔ تاہم، وہ تسلیم کریں گے کہ دوسرے ابھی تک بہت قیاس آرائی پر مبنی ہیں، لیکن ان کا کہنا ہے کہ وہ اب بھی انجینئرنگ کے امکان کے دائرے میں ہیں۔ نیورو انفارمیٹکس کے معاون علوم ڈیٹا تجزیہ اور علمی تنظیم نیورو انفارمیٹکس (لائبریری سائنس کے تناظر میں) تجرباتی ڈیٹا کے اشتراک، انضمام اور تجزیہ اور اعصابی نظام کے افعال کے بارے میں نظریات کی ترقی کے لیے کمپیوٹیشنل ماڈل اور تجزیاتی ٹولز کے ساتھ نیورو بائیولوجی کے علم کی ترقی کے لیے بھی وقف ہے۔ آئی این سی ایف کے تناظر میں، یہ شعبہ بنیادی تجرباتی ڈیٹا، آنٹولوجی، میٹا ڈیٹا، تجزیاتی ٹولز، اور اعصابی نظام کے کمپیوٹیشنل ماڈلز کے بارے میں سائنسی معلومات سے مراد ہے۔ بنیادی اعداد و شمار میں تمام انواع میں جینومک، سالماتی، ساختی، سیلولر، نیٹ ورک، نظام اور طرز عمل کی سطح سے متعلق تجربات اور تجرباتی حالات شامل ہیں اور عام اور بے ترتیب دونوں حالتوں میں تیاریاں شامل ہیں۔ حالیہ دہائی میں، جیسے ہی بہت سے تحقیقی گروپوں نے دماغ کے بارے میں متنوع اعداد و شمار کی وسیع مقدار اکٹھا کی تھی، یہ مسئلہ اٹھایا گیا تھا کہ ہزاروں اشاعتوں سے ڈیٹا کو کیسے مربوط کیا جائے تاکہ مزید تحقیق کے لیے موثر ٹولز کو فعال کیا جا سکے۔ حیاتیاتی اور نیورو سائنس کے اعداد و شمار انتہائی باہم جڑے ہوئے اور پیچیدہ ہیں، اور اپنے آپ میں، انضمام سائنسدانوں کے لیے ایک بڑے چیلنج کی نمائندگی کرتا ہے۔ تاریخ یونائیٹڈ سٹیٹس نیشنل انسٹی ٹیوٹ آف مینٹل ہیلتھ (این آئی ایم ایچ)، نیشنل انسٹی ٹیوٹ آف ڈرگ ابیوز (این آئی ڈی اے) اور نیشنل سائنس فاؤنڈیشن (این ایس ایف) نے نیشنل اکیڈمی آف سائنسز انسٹی ٹیوٹ آف میڈیسن کو دماغی تحقیق میں کمپیوٹیشنل تکنیکوں کو متعارف کرانے کی ضرورت کا محتاط تجزیہ اور مطالعہ کرنے کے لیے فنڈز فراہم کیے۔ مثبت سفارشات 1991 میں رپورٹ کی گئیں۔ اس مثبت رپورٹ نے این آئی ایم ایچ، جسے اب ایلن لیشنر نے ہدایت کی ہے، کو "ہیومن برین پروجیکٹ" (ایچ بی پی) بنانے کے قابل بنایا، جس کی پہلی گرانٹ 1993 میں دی گئی تھی۔ اس کے بعد، کوسلو نے یورپی یونین اور آفس فار اکنامک کوآپریشن اینڈ ڈویلپمنٹ (او ای سی ڈی)، پیرس، فرانس کے ذریعے ایچ پی جی اور نیورو انفارمیٹکس کی عالمگیریت کی پیروی کی۔ 1996 میں دو خاص مواقع ملے۔ پہلا یو ایس/یورپی کمیشن بائیوٹیکنالوجی ٹاسک فورس کا وجود تھا جس کی مشترکہ صدارت این ایس ایف کی میری کلٹر نے کی تھی۔ اس کمیٹی کے مینڈیٹ کے اندر، جس میں کوسلو ایک رکن تھا، ریاستہائے متحدہ کی یورپی کمیشن کمیٹی برائے نیورو انفارمیٹکس قائم کی گئی اور اس کی مشترکہ صدارت ریاستہائے متحدہ سے کوسلو نے کی۔ اس کمیٹی کے نتیجے میں یورپی کمیشن نے فریم ورک 5 میں نیورو انفارمیٹکس کے لیے تعاون شروع کیا اور اس نے نیورو انفارمیٹکس کی تحقیق اور تربیت میں سرگرمیوں کی حمایت جاری رکھی ہے۔ نیورو انفارمیٹکس کی عالمگیریت کا دوسرا موقع اس وقت آیا جب او ای سی ڈی کے میگا سائنس فورم (ایم ایس ایف) کی شریک حکومتوں سے پوچھا گیا کہ کیا ان کے پاس دنیا بھر میں سائنسی تعاون کو آگے لانے کے لیے کوئی نیا سائنسی اقدام ہے۔ وائٹ ہاؤس آفس آف سائنس اینڈ ٹیکنالوجی پالیسی نے درخواست کی کہ وفاقی حکومت کی ایجنسیاں این آئی ایچ میں ملاقات کریں تاکہ یہ فیصلہ کیا جا سکے کہ کیا تعاون کی ضرورت ہے جس سے عالمی فائدہ ہو۔ این آئی ایچ نے متعدد اجلاس منعقد کیے جن میں مختلف ایجنسیوں کی تجاویز پر تبادلہ خیال کیا گیا۔ ایم ایس ایف کے لیے امریکہ کی طرف سے تجویز کردہ سفارش این ایس ایف اور این آئی ایچ تجاویز کا مجموعہ تھی۔ این ایس ایف کے جم ایڈورڈز نے حیاتیاتی تنوع کے شعبے میں ڈیٹا بیس اور ڈیٹا شیئرنگ کی حمایت کی۔ ان دو متعلقہ اقدامات کو "بائیولوجیکل انفارمیٹکس" پر ریاستہائے متحدہ کی تجویز بنانے کے لیے ملایا گیا تھا۔ اس پہل کو وائٹ ہاؤس آفس آف سائنس اینڈ ٹیکنالوجی پالیسی نے سپورٹ کیا اور ایڈورڈز اور کوسلو نے او ای سی ڈی ایم ایس ایف میں پیش کیا۔ حیاتیاتی انفارمیٹکس پر ایک ایم ایس ایف کمیٹی قائم کی گئی تھی جس میں دو ذیلی کمیٹیاں تھیں: 1. حیاتیاتی تنوع (چیئر، جیمز ایڈورڈز، این ایس ایف)، اور 2. نیورو انفارمیٹکس (چیئر، اسٹیفن کوسلو، این آئی ایچ)۔ دو سال کے اختتام پر حیاتیاتی ورکنگ گروپ کی نیورو انفارمیٹکس ذیلی کمیٹی نے ایک رپورٹ جاری کی جس میں عالمی نیورو انفارمیٹکس کی کوشش کی حمایت کی گئی۔ کوسلو، پہلی رپورٹ کی زیادہ عام سفارشات کی حمایت کے لیے مخصوص سفارشات تیار کرنے کے لیے ایک نیا نیورو انفارمیٹکس ورکنگ گروپ قائم کرنے کے لیے این آئی ایچ اور وائٹ ہاؤس آفس آف سائنس اینڈ ٹیکنالوجی پالیسی کے ساتھ کام کر رہے ہیں۔ او ای سی ڈی کے گلوبل سائنس فورم (جی ایس ایف ؛ جس کا نام بدل کر ایم ایس ایف رکھا گیا ہے) نے اس سفارش کی حمایت کی۔ کمیونٹی انسٹی ٹیوٹ آف نیورو انفارمیٹکس، یونیورسٹی آف زیورخ انسٹی ٹیوٹ آف نیورو انفارمیٹکس 1995 کے آخر میں یونیورسٹی آف زیورخ اور ای ٹی ایچ زیورخ میں قائم کیا گیا تھا۔ انسٹی ٹیوٹ کا مشن ان کلیدی اصولوں کو دریافت کرنا ہے جن کے ذریعے دماغ کام کرتا ہے اور انہیں مصنوعی نظاموں میں نافذ کرنا ہے جو حقیقی دنیا کے ساتھ ذہانت سے تعامل کرتے ہیں۔ انسٹی ٹیوٹ فار اڈاپٹو اینڈ نیورل کمپیوٹیشن، اسکول آف انفارمیٹکس، یونیورسٹی آف ایڈنبرا کمپیوٹیشنل نیورو سائنس اینڈ نیورو انفارمیٹکس گروپ انسٹی ٹیوٹ فار اڈاپٹو اینڈ نیورل کمپیوٹیشن آف یونیورسٹی آف ایڈنبرا کے اسکول آف انفارمیٹکس میں اس بات کا مطالعہ کرتے ہیں کہ دماغ معلومات پر کس طرح عمل کرتا ہے۔ انٹرنیشنل نیورو انفارمیٹکس کوآرڈینیٹنگ فیسیلٹی ایک بین الاقوامی تنظیم ہے جس کا مشن معیارات اور بہترین طریقوں کو تیار کرنا، ان کا جائزہ لینا اور ان کی توثیق کرنا ہے جو کھلے، منصفانہ اور مناسب نیورو سائنس کے اصولوں کو قبول کرتے ہیں۔ اکتوبر 2019 تک، آئی این سی ایف کے 18 ممالک میں فعال نوڈس ہیں۔ اس کمیٹی نے جی ایس ایف کی ممبر حکومتوں کو 3 سفارشات پیش کیں۔ یہ سفارشات یہ تھیں: قومی نیورو انفارمیٹکس پروگراموں کو جاری رکھا جانا چاہیے یا ہر ملک میں شروع کیا جانا چاہیے جس میں قومی سطح پر تحقیقی وسائل فراہم کرنے اور قومی اور بین الاقوامی ہم آہنگی کے لیے رابطے کے طور پر کام کرنے کے لیے ایک قومی نوڈ ہونا چاہیے۔ ایک بین الاقوامی نیورو انفارمیٹکس کوآرڈینیٹنگ سہولت قائم کی جانی چاہیے۔ آئی این سی ایف قومی نیورو انفارمیٹکس نوڈس کے انضمام کے ذریعے عالمی نیورو انفارمیٹکس نیٹ ورک کے نفاذ کو مربوط کرے گا۔ ایک نئی بین الاقوامی فنڈنگ اسکیم قائم کی جانی چاہیے۔ اس اسکیم کو قومی اور تادیبی رکاوٹوں کو ختم کرنا چاہیے اور عالمی باہمی تعاون پر مبنی تحقیق اور ڈیٹا شیئرنگ کے لیے ایک انتہائی موثر نقطہ نظر فراہم کرنا چاہیے۔ اس نئی اسکیم میں ہر ملک سے توقع کی جائے گی کہ وہ اپنے ملک سے حصہ لینے والے محققین کو فنڈ فراہم کرے گا۔ اس کے بعد جی ایس ایف نیورو انفارمیٹکس کمیٹی نے آئی این سی ایف کے آپریشن، تعاون اور قیام کے لیے ایک کاروباری منصوبہ تیار کیا جس کی حمایت اور منظوری جی ایس ایف سائنس کے وزراء نے 2004 کے اجلاس میں کی تھی۔ 2006 میں آئی این سی ایف بنایا گیا اور اس کا مرکزی دفتر سٹین گرلنر کی قیادت میں کرولنسکا انسٹی ٹیوٹ، اسٹاک ہوم، سویڈن میں قائم کیا گیا۔ سولہ ممالک (آسٹریلیا، کینیڈا، چین، جمہوریہ چیک، ڈنمارک، فن لینڈ، فرانس، جرمنی، ہندوستان، اٹلی، جاپان، نیدرلینڈز، ناروے، سویڈن، سوئٹزرلینڈ، برطانیہ اور امریکہ)، اور یورپی یونین کمیشن نے بین الاقوامی نیورو انفارمیٹکس (پن) میں آئی این سی ایف اور پروگرام کے لیے قانونی بنیاد قائم کی۔ آج تک اٹھارہ ممالک (آسٹریلیا، بیلجیم، جمہوریہ چیک، فن لینڈ، فرانس، جرمنی، ہندوستان، اٹلی، جاپان، ملائیشیا، نیدرلینڈز، ناروے، پولینڈ، جمہوریہ کوریا، سویڈن، سوئٹزرلینڈ، برطانیہ اور امریکہ) آئی این سی ایف کے رکن ہیں۔ کئی دوسرے ممالک کی رکنیت زیر التواء ہے۔ آئی این سی ایف کا مقصد نیورو انفارمیٹکس میں بین الاقوامی سرگرمیوں کو مربوط کرنا اور فروغ دینا ہے۔ آئی این سی ایف نیورو سائنس ایپلی کیشنز کے لیے ڈیٹا بیس اور کمپیوٹیشنل انفراسٹرکچر اور سپورٹ میکانزم کی ترقی اور دیکھ بھال میں حصہ ڈالتا ہے۔ توقع ہے کہ یہ نظام بین الاقوامی تحقیقی برادری کو تمام آزادانہ طور پر قابل رسائی انسانی دماغ کے ڈیٹا اور وسائل تک رسائی فراہم کرے گا۔ آئی این سی ایف کا زیادہ عام کام انسانی دماغ اور اس کی خرابیوں کے بارے میں ہمارے علم کو بہتر بنانے کے لیے نیورو سائنس لیبارٹریوں کے لیے آسان اور لچکدار ایپلی کیشنز تیار کرنے کے لیے حالات فراہم کرنا ہے۔ لیبارٹری آف نیورو انفارمیٹکس، نینکی انسٹی ٹیوٹ آف ایکسپریمنٹل بائیولوجی گروپ کی بنیادی سرگرمی کمپیوٹیشنل ٹولز اور ماڈلز کی ترقی ہے، اور ان کا استعمال دماغ کی ساخت اور فنکشن کو سمجھنے کے لیے کیا جاتا ہے۔ نیورو امیجنگ اینڈ نیورو انفارمیٹکس، ہاورڈ فلوری انسٹی ٹیوٹ، یونیورسٹی آف میلبورن انسٹی ٹیوٹ کے سائنس دان انسانی فکر میں شامل دماغی نیٹ ورکس کی تنظیم کو ظاہر کرنے کے لیے دماغی امیجنگ تکنیک، جیسے مقناطیسی گونج امیجنگ کا استعمال کرتے ہیں۔ گیری ایگن کی قیادت میں۔ مونٹریال نیورولوجیکل انسٹی ٹیوٹ، میک گل یونیورسٹی ایلن ایونز کی قیادت میں، ایم سی آئی این جینیات کے ساتھ کلینیکل، نفسیاتی اور دماغی امیجنگ ڈیٹا کو مربوط کرنے کے لیے جدید ریاضیاتی اور شماریاتی طریقوں کا استعمال کرتے ہوئے کمپیوٹیشنل طور پر گہری دماغی تحقیق کا انعقاد کرتا ہے۔ ایم سی آئی این کے محققین اور عملہ امیج پروسیسنگ، ڈیٹا بیسنگ، اور اعلی کارکردگی والے کمپیوٹنگ کے شعبوں میں انفراسٹرکچر اور سافٹ ویئر ٹولز بھی تیار کرتے ہیں۔ ایم سی آئی این کمیونٹی، لڈمر سینٹر فار نیورو انفارمیٹکس اینڈ مینٹل ہیلتھ کے ساتھ مل کر، محققین کی ایک وسیع رینج کے ساتھ تعاون کرتی ہے اور مونٹریال نیورولوجیکل انسٹی ٹیوٹ سمیت اوپن ڈیٹا شیئرنگ اور اوپن سائنس پر تیزی سے توجہ مرکوز کرتی ہے۔ ٹی ایچ او آر سینٹر فار نیورو انفارمیٹکس اپریل 1998 میں ڈیپارٹمنٹ آف میتھمیٹیکل ماڈلنگ، ٹیکنیکل یونیورسٹی آف ڈنمارک میں قائم کیا گیا۔ آزاد تحقیقی اہداف کے حصول کے علاوہ، ٹی ایچ او آر سینٹر نیورل نیٹ ورکس، فنکشنل نیورو امیجنگ، ملٹی میڈیا سگنل پروسیسنگ، اور بائیو میڈیکل سگنل پروسیسنگ سے متعلق متعدد متعلقہ منصوبوں کی میزبانی کرتا ہے۔ نیورو انفارمیٹکس پورٹل پائلٹ یہ پروجیکٹ نیورو سائنس ڈیٹا، ڈیٹا اینالیسس ٹولز اور ماڈلنگ سافٹ ویئر کے تبادلے کو بڑھانے کی ایک بڑی کوشش کا حصہ ہے۔ اس پورٹل کو نیورو انفارمیٹکس پر او ای سی ڈی ورکنگ گروپ کے بہت سے اراکین کی حمایت حاصل ہے۔ پورٹل پائلٹ کو جرمن وزارت برائے سائنس و تعلیم کے ذریعے فروغ دیا جاتا ہے۔ کمپیوٹیشنل نیورو سائنس، آئی ٹی بی، ہمبولٹ یونیورسٹی برلن یہ گروپ کمپیوٹیشنل نیورو بائیولوجی پر توجہ مرکوز کرتا ہے، خاص طور پر اسپائکنگ نیوران والے سسٹمز کی حرکیات اور سگنل پروسیسنگ کی صلاحیتوں پر۔ اینڈریاس وی ایم ہرز کی قیادت میں۔ بییل فیلڈ میں نیورو انفارمیٹکس گروپ 1989 سے مصنوعی نیورل نیٹ ورکس کے میدان میں سرگرم ہے۔ گروپ کے اندر موجودہ تحقیقی پروگرام مین مشین انٹرفیس، روبوٹ فورس کنٹرول، آئی ٹریکنگ تجربات، مشین وژن، ورچوئل رئیلٹی اور ڈسٹری بیوٹڈ سسٹمز کی بہتری پر مرکوز ہیں۔ لیبارٹری آف کمپیوٹیشنل ایمبوڈیڈ نیورو سائنس (ایل او سی ای این) یہ گروپ، روم میں انسٹی ٹیوٹ آف کوگنیٹو سائنسز اینڈ ٹیکنالوجیز، اطالوی نیشنل ریسرچ کونسل (آئی ایس ٹی سی-سی این آر) کا حصہ ہے اور اس کی بنیاد 2006 میں رکھی گئی تھی، اس وقت اس کی قیادت جیانلوکا بالڈاسارے کر رہے ہیں۔ اس کے دو مقاصد ہیں: (اے) سیکھنے اور سینسر موٹر رویے کے اظہار کے بنیادی دماغی میکانزم کو سمجھنا، اور اس پر مبنی متعلقہ محرکات اور اعلی سطح کے ادراک کو مجسمہ کمپیوٹیشنل ماڈلز کی بنیاد پر سمجھنا ؛ (بی) حاصل کردہ علم کو خود مختار ہیومنائڈ روبوٹس کے لیے جدید کنٹرولرز کی تعمیر میں منتقل کرنا جو اندرونی اور بیرونی محرکات کی بنیاد پر کھلے انداز میں سیکھنے کے قابل ہیں۔ ویزیم پلیٹ فارم نیورو انفارمیٹکس سرچ سروس ہے جو ریاضیاتی ماڈلز، تجرباتی ڈیٹا، تجزیہ لائبریریوں اور متعلقہ وسائل تک رسائی فراہم کرتی ہے۔ ایم ای ایکس ٹی اسٹریٹجک ریسرچ پروگرام فار برین سائنسز (ایس آر پی بی ایس) کے حصے کے طور پر نیورو فزیولوجیکل ڈیٹا شیئرنگ کے لیے ایک آن لائن پورٹل BrainLiner.jp پر بھی دستیاب ہے۔ لیبارٹری فار میتھمیٹیکل نیورو سائنس، ریکن برین سائنس انسٹی ٹیوٹ (واکو، سیتاما) لیبارٹری فار میتھمیٹیکل نیورو سائنس کا ہدف ایک نئی قسم کی انفارمیشن سائنس کی تعمیر کے لیے دماغی طرز کے حسابات کی ریاضیاتی بنیادیں قائم کرنا ہے۔ شون-آئیچی اماری کی قیادت میں۔ نیورو انفارمیٹکس میں نیدرلینڈز کا ریاستی پروگرام بین الاقوامی او ای سی ڈی گلوبل سائنس فورم کی روشنی میں شروع ہوا جس کا مقصد نیورو انفارمیٹکس میں ایک عالمی پروگرام بنانا ہے۔ ایس ای ای سی ایس-این یو ایس ٹی میں نیورو انفارمیٹکس لیب کے این یو ایس ٹی-ایس ای ای سی ایس نیورو انفارمیٹکس ریسرچ لیب اسٹیبلشمنٹ نے پاکستانی محققین اور فیکلٹی کے ممبروں کو اس طرح کی کوششوں میں فعال طور پر حصہ لینے کے قابل بنایا ہے، اس طرح وہ مذکورہ بالا تجربے، تخروپن اور تصور کے عمل کا ایک فعال حصہ بن گیا ہے۔ لیب متعلقہ شعبے میں انتہائی ہنر مند انسانی وسائل تیار کرنے کے لیے سرکردہ بین الاقوامی اداروں کے ساتھ تعاون کرتی ہے۔ یہ لیب پاکستان میں نیورو سائنسدانوں اور کمپیوٹر سائنسدانوں کو تجرباتی نیورو سائنس کی سہولیات کے قیام میں سرمایہ کاری کیے بغیر جدید ترین تحقیقی طریقوں کا استعمال کرتے ہوئے جمع کردہ ڈیٹا پر اپنے تجربات اور تجزیہ کرنے میں سہولت فراہم کرتی ہے۔ اس لیب کا کلیدی مقصد اعلی تعلیمی اداروں، طبی محققین/پریکٹیشنرز، اور ٹیکنالوجی کی صنعت سمیت تمام مستفیدین کو جدید ترین تجرباتی اور تخروپن سہولیات فراہم کرنا ہے۔ بلیو برین پروجیکٹ مئی 2005 میں قائم کیا گیا تھا، اور آئی بی ایم کے ذریعہ تیار کردہ 8000 پروسیسر بلیو جین/ایل سپر کمپیوٹر کا استعمال کرتا ہے۔ اس وقت یہ دنیا کے تیز ترین سپر کمپیوٹرز میں سے ایک تھا۔ اس پروجیکٹ میں شامل ہیں: ڈیٹا بیس: 3D دوبارہ تعمیر شدہ ماڈل نیوران، مطابقت پذیری، مطابقت پذیری راستے، مائیکرو سرکٹ کے اعداد و شمار، کمپیوٹر ماڈل نیوران، ورچوئل نیوران۔ ویژوئلائزیشن: مائیکرو سرکٹ بلڈر اور تخروپن کے نتائج ویژوئلائزر، 2 ڈی، 3 ڈی اور عمیق ویژوئلائزیشن سسٹم تیار کیے جا رہے ہیں۔ تخروپن: آئی بی ایم کے بلیو جین سپر کمپیوٹر کے 8000 پروسیسرز پر مورفولوجیکل طور پر پیچیدہ نیوران کے بڑے پیمانے پر تخروپن کے لیے ایک تخروپن ماحول۔ تخروپن اور تجربات: کمپیوٹیشنل ماڈل کی تصدیق اور پیش گوئیوں کو تلاش کرنے کے لیے نیوکورٹیکل مائیکرو سرکٹس اور تجربات کے بڑے پیمانے پر تخروپن کے درمیان تکرار۔ بلیو برین پروجیکٹ کا مشن تفصیلی تخروپن کے ذریعے ممالیہ کے دماغ کی تقریب اور خرابی کو سمجھنا ہے۔ بلیو برین پروجیکٹ محققین کو بلیو جین پر تخروپن کے لیے بلیو برین سافٹ ویئر کا استعمال کرتے ہوئے مختلف انواع میں اور تفصیل کی مختلف سطحوں پر دماغ کے مختلف علاقوں کے اپنے ماڈل بنانے کے لیے مدعو کرے گا۔ یہ ماڈل ایک انٹرنیٹ ڈیٹا بیس میں جمع کیے جائیں گے جس سے بلیو برین سافٹ ویئر دماغ کے علاقوں کی تعمیر اور پہلے پورے دماغ کے تخروپن کو شروع کرنے کے لیے ماڈلز کو ایک ساتھ نکال اور جوڑ سکتا ہے۔ جینز ٹو کوگنیشن پروجیکٹ جینز ٹو کوگنیشن پروجیکٹ، ایک نیورو سائنس تحقیقی پروگرام ہے جو مربوط انداز میں جینز، دماغ اور رویے کا مطالعہ کرتا ہے۔ یہ مطابقت پذیری میں پائے جانے والے مالیکیولز کے فنکشن کی بڑے پیمانے پر تحقیقات میں مصروف ہے۔ یہ بنیادی طور پر ان پروٹینوں پر مرکوز ہے جو این ایم ڈی اے رسیپٹر کے ساتھ تعامل کرتے ہیں، جو نیورو ٹرانسمیٹر، گلوٹامیٹ کے لیے ایک رسیپٹر ہے، جو سنپیٹک پلاسٹکٹی جیسے طویل مدتی پوٹینشن (ایل ٹی پی) کے عمل کے لیے ضروری ہے۔ استعمال کی جانے والی بہت سی تکنیکیں اعلی نوعیت کی ہوتی ہیں، اور مختلف ڈیٹا ذرائع کو مربوط کرنے کے ساتھ ساتھ تجربات کی رہنمائی کرنے سے انفارمیٹکس کے متعدد سوالات پیدا ہوئے ہیں۔ یہ پروگرام بنیادی طور پر ویلکم ٹرسٹ سینگر انسٹی ٹیوٹ میں پروفیسر سیٹھ گرانٹ چلاتے ہیں، لیکن دنیا بھر میں تعاون کرنے والوں کی بہت سی دوسری ٹیمیں ہیں۔ کارمین پروجیکٹ ایک ملٹی سائٹ (برطانیہ میں 11 یونیورسٹیاں) تحقیقی منصوبہ ہے جس کا مقصد جی آر آئی ڈی کمپیوٹنگ کا استعمال کرنا ہے تاکہ تجرباتی نیورو سائنسدانوں کو اپنے ڈیٹا سیٹس کو ایک منظم ڈیٹا بیس میں محفوظ کرنے کے قابل بنایا جا سکے، جس سے وہ مزید تحقیق کے لیے وسیع پیمانے پر قابل رسائی ہو سکیں، اور ماڈلرز اور الگورتھم ڈویلپرز استحصال کر سکیں۔ ای بی آئی کمپیوٹیشنل نیورو بائیولوجی، ای ایم بی ایل-ای بی آئی (ہنکسٹن) گروپ کا بنیادی مقصد انو افعال اور تعاملات (سسٹمز بائیولوجی) کے عین علم کی بنیاد پر مطابقت پذیری سے لے کر مائیکرو سرکٹ تک مختلف سطحوں پر نیورونل فنکشن کے حقیقت پسندانہ ماڈل بنانا ہے۔ نکولس لی نوویر کی قیادت میں۔ نیوروجینٹکس جین نیٹ ورک جین نیٹ ورک کا آغاز 1999 میں این آئی ایچ ہیومن برین پروجیکٹ کے جزو کے طور پر ہوا جس میں دماغ کی ساخت اور فنکشن کے جینیاتی تجزیے پر توجہ دی گئی۔ یہ بین الاقوامی پروگرام انسانوں، چوہوں اور چوہوں کے لیے مضبوطی سے مربوط جینوم اور فینوم ڈیٹا سیٹوں پر مشتمل ہے جو خاص طور پر بڑے پیمانے کے سسٹمز اور نیٹ ورک اسٹڈیز کے لیے ڈیزائن کیے گئے ہیں جو جین کی مختلف حالتوں سے متعلق ایم آر این اے اور پروٹین کے اظہار میں فرق اور سی این ایس کی ساخت اور رویے میں فرق سے متعلق ہیں۔ اعداد و شمار کی بڑی اکثریت کھلی رسائی ہے۔ جین نیٹ ورک کی ایک ساتھی نیورو امیجنگ ویب سائٹ ہے-ماؤس برین لائبریری-جس میں چوہوں کے ہزاروں جینیاتی طور پر متعین تناؤ کے لیے اعلی ریزولوشن کی تصاویر موجود ہیں۔ نیورونل ٹائم سیریز اینالیسس (این ٹی ایس اے) این ٹی ایس اے ورک بینچ ٹولز، تکنیکوں اور معیارات کا ایک مجموعہ ہے جو نیورو سائنسدانوں کی ضروریات کو پورا کرنے کے لیے ڈیزائن کیا گیا ہے جو نیورونل ٹائم سیریز ڈیٹا کے ساتھ کام کرتے ہیں۔ اس پروجیکٹ کا مقصد انفارمیشن سسٹم تیار کرنا ہے جو تجرباتی اور مصنوعی نیورونل ڈیٹا کے اسٹوریج، تنظیم، بازیافت، تجزیہ اور اشتراک کو آسان بنائے گا۔ حتمی مقصد نیورونل ڈیٹا کے ساتھ کام کرنے والے نیورو سائنسدانوں کی ضروریات کو پورا کرنے کے لیے ٹولز، تکنیکوں اور معیارات کا ایک مجموعہ تیار کرنا ہے۔ علمی اٹلس علمی سائنس اور نیورو سائنس میں مشترکہ علمی بنیاد تیار کرنے والا ایک منصوبہ ہے۔ یہ علم کی دو بنیادی اقسام پر مشتمل ہے: کام اور تصورات، جو اس کی تعریفیں اور خصوصیات فراہم کرتے ہیں، اور ان کے درمیان تعلقات بھی۔ سائٹ کی ایک اہم خصوصیت دعووں کے لیے ادب کا حوالہ دینے کی صلاحیت ہے (جیسے. "اسٹروپ ٹاسک ایگزیکٹو کنٹرول کی پیمائش کرتا ہے") اور ان کی صداقت پر تبادلہ خیال کرنا۔ یہ نیورولیکس اور نیورو سائنس انفارمیشن فریم ورک میں حصہ ڈالتا ہے، ڈیٹا بیس تک پروگراماتی رسائی کی اجازت دیتا ہے، اور سیمنٹک ویب ٹیکنالوجیز کے ارد گرد بنایا گیا ہے۔ ایلن انسٹی ٹیوٹ فار برین سائنس (سیئٹل، ڈبلیو اے) میں برین بگ ڈیٹا ریسرچ گروپ، ہنچوان پینگ کی قیادت میں، اس گروپ نے سنگل نیوران ماڈل کی تعمیر نو اور مختلف جانوروں کے دماغوں میں ان کی نقشہ سازی کے لیے بڑے پیمانے پر امیجنگ کمپیوٹنگ اور ڈیٹا تجزیہ کی تکنیکوں کے استعمال پر توجہ مرکوز کی ہے۔ مزید پڑھنے والی کتابیں جرنلز اور کانفرنسز کمپیوٹیشنل نیورو سائنس ابھرتی ہوئی ٹیکنالوجیز بائیو انفارمیٹکس کمپیوٹیشنل مطالعہ کے شعبے