Русская Википедия:Blue Brain Project
Шаблон:Карточка компании Blue Brain Project — проект по компьютерному моделированию головного мозга человека. Начался в июле 2005 года. Над проектом совместно работают компания IBM и Швейцарский Федеральный Технический Институт Лозанны (École Polytechnique Fédérale de Lausanne — EPFL).
Цель проекта
Целью проекта является разработка биологических алгоритмов, научных процессов и программ, нужных для того, чтобы создать работающую компьютерную модель мозга. К 2024 году исследователи рассчитывают сделать полноценную модель мозга мыши на клеточном уровне. [1]
Основной структурной единицей новой коры головного мозга является нейронная колонка. Одна такая колонка содержит порядка 103—104 нейронов, дендриты которых проходят через всю высоту колонки. Новая кора и каждая его колонка состоит из 6 слоёв[2]. Толщина каждого слоя примерно равна толщине кредитной карточки.
Проект использует суперкомпьютер Blue Gene для моделирования колонок. В конце 2006 года удалось смоделировать одну колонку новой коры молодой крысы. При этом использовался один компьютер Blue Gene и было задействовано 8192 процессора для моделирования 10000 нейронов. То есть практически один процессор моделировал один нейрон. Для соединения нейронов было смоделировано порядка 3Шаблон:E синапсов.
На текущий момент команда работает над «режимом реального времени», при котором 1 секунда реального времени работы мозга моделируется процессорами за 1 секунду.Шаблон:Нет АИ
Фаза I
26 ноября 2007 года было объявлено о завершении «Фазы I» проекта Blue Brain. Итогами этой фазы являются:
- Новая модель сеточной структуры, которая автоматически, по запросу, генерирует нейронную сеть по предоставленным биологическим данным.
- Новый процесс симуляции и саморегуляции, который перед каждым выпуском автоматически проводит систематическую проверку и калибровку модели, для более точного соответствия биологической природе.
- Первая модель колонки новой коры клеточного уровня, построенная исключительно по биологическим данным.
Фаза II
8 октября 2015 года в реферируемом журнале Cell была опубликована статья, в которой команда проекта подробно описала свой подход к моделированию, описала модель нескольких микроколонок и сделала ряд предсказаний о структуре микроконтура и поведении нейронов в зависимости от изменения входных параметров.[3]
3D визуализация
В процессе моделирования получается огромный объём данных (сотни гигабайт информации в секунду), которые чрезвычайно тяжело анализировать. Поэтому кроме параллельной обработки исходящих данных был разработан интерфейс 3D визуализации колонки. Меш-объект визуализированной колонки (10000 нейронов) содержит порядка 1 миллиарда треугольников и имеет объём в 100 Гб. Модель колонки, с отображением электрической активности имеет объём порядка 150 Гб. Такой интерфейс позволяет зрительно анализировать информацию электрической активности и выявлять наиболее интересные зоны. Он также позволяет сравнивать результаты, полученные моделированием с опытными результатами, которые получаются путём измерения микроэлектроэнцефалограммы колонки. Калибровка модели за счёт сравнения с реальной биологической колонкой была проведена в «Фазе II» проекта.
Моделирование сознания
Исследователи не ставят перед собой задачи смоделировать сознание.[4] Шаблон:Начало цитаты Если сознание появляется в результате критической массы взаимодействий — тогда, это может быть возможно. Но мы действительно не понимаем, что есть сознание, поэтому трудно об этом говорить. Шаблон:Oq Шаблон:Конец цитаты
Команда исследователей
- Professor Henry Markram — директор проекта. Директор центра Нейронауки и Технологий (Center for Neuroscience & Technology).
- Dr Robert Bishop — председатель.
- Dr Ronald Cicurel — председатель.
- Dr Felix Schürmann — Project Manager. Также занимается исследованиями в Институте Мозга и Мышления (Brain Mind Institute, EPFL). Его работа заключается в поиске альтернативных методов вычислений.
- Dr Sean Hill — Project Manager. Раньше был членом Biometaphorical Computing Group при IBM T.J. Watson Research Center. Область его исследований — крупномасштабные модели реальной биологической активности. Исследует пластичность синапсов, структуру нейросети, расширение модели от одной колонки до полноценного мозга с режимами сна и бодрствования.
- Dr Eric Kronstadt — представитель IBM. Член Академии Технологий IBM. Был дважды награждён компанией IBM за выдающиеся исследования. Имеет три патента в области структуры микропроцессоров.
Публикации
- Markram, H., 2006. The blue brain project. Nat Rev Neurosci. 7, 153—160.
- Kozloski, J. et al., Identifying, tabulating, and analyzing contacts between branched neuron morphologies, IBM Journal of Research and Development, Vol 52, Number 1/2, 2008
- Druckmann, S. et al., A Novel Multiple Objective Optimization Framework for Constraining Conductance-Based Neuron Models by Experimental Data, Frontiers in Neuroscience, Vol. 1, Issue 1, 2007
- Anwar, H. et al., Capturing neuron mophological diversity. In Computational modeling methods for neuroscientists. E. De Schutter (ed.), MIT Press
- Hines, M. et al., 2008. Neuron splitting in compute-bound parallel network simulations enables runtime scaling with twice as many processors, J. Comput. Neurosci.
- Hines, M. et al., 2008. Fully Implicit Parallel Simulation of Single Neurons, J. Comput. Neurosci.
См. также
Примечания
Ссылки
- Когда будет создан искусственный мозг?
- Blue Brain Project: связи и хаос
- Blue Brain Project — один из самых амбициозных проектов современности
