Ihmisajan Projekti Julkaisee Uuden Tutkimuksen Exaskalaisten Laskentajärjestelmien Voimasta

Ihmisaivojen tutkimuksen parissa työskentelevät tutkijat Ihmisaivojen Projektissa (HBP) ovat selvittäneet uudessa tutkimusraportissa miten hermoston tutkimuksessa edetään korkean tason laskentatekniikkaa käyttäen ja miten lopulta tarvitaan exaskalaisten laskentajärjestelmien voimaa.

HBP on Euroopan laajin aivotutkimuksen projekti, ja se on yksi suurimmista tutkimushankkeista, jota Euroopan unioni on koskaan rahoittanut. Projekti tutkii aivoja ja niiden sairauksia hyödyntäen erittäin kehittyneitä menetelmiä tietokoneiden, neurotiedon ja tekoälytekniikan aloilta.

Supertietokoneet Aivojen Tutkimisessa

Katrin Amunts on yksi tutkijoista ja HBP:n tieteellinen johtaja, C. ja O. Vogt-instituutin johtaja, Universitätsklinikum Düsseldorf ja INM-1-instituutin johtaja, Research Centre Jülich.

“Aivojen ymmärtäminen kaikissa niiden monimutkaisuuksissa vaatii tietoa useista eri tasoista – geneettisestä, solu- ja synapsitasolla aina koko elimen tasolle”, Amunts sanoo. “Tämä tarkoittaa työskentelyä suurten tietomäärien parissa, ja supertietokoneet ovat muodostumassa välttämättömäksi työkaluksi aivojen tutkimisessa.”

Thomas Lippert on Jülichin supertietokonesentren johtaja ja HBP:n supertietokoneiden johtaja.

“On jännittävä aika supertietokoneiden kehityksessä”, Lippert sanoo. “Saan paljon uusia pyynnöitä hermoston tutkimuksen parissa työskenteleviltä tutkijoilta, jotka tarvitsevat voimakasta laskentaa aivojen monimutkaisuuden tutkimiseen. Vastauksena kehitämme uusia työkaluja, jotka on suunniteltu aivojen tutkimiseen.”

Ihmisessä on noin 86 miljardia hermosolua, jotka muodostavat triljoonia kosketuspisteitä. Kokonaisen aivon kuvantaminen solutasolla voi tuottaa useita petatavua dataa. Elektronimikroskooppikuva koko aivosta tulisi johtamaan yli yhden exatavun datan tuottamiseen.

“Aivotutkimus, lääketiede ja tietotekniikka kohtaavat haasteita, joita voidaan ratkaista vain yhdistämällä kaikkien kolmen alan voimavarat”, Amunts lisää.

Hermoston Tutkimuksen Datan Haaste

Ihmisaivojen Projektin tutkimusinfrastruktuuri EBRAINS on keskittynyt ratkaisemaan hermoston tutkimuksen suuren datan haasteen. Tämän infrastruktuurin kautta on saatavilla laaja valikoima työkaluja, data- ja laskentapalveluita aivotutkijoille. He voivat käyttää supertietokoneita Fenix-federoidun infrastruktuurin kautta, jonka on perustanut Euroopan johtavat supertietokonesentrit.

Eurooppa odottaa käyttöönsä ensimmäiset kaksi exaskalaista supertietokonetta seuraavan viiden vuoden aikana. Supertietokoneet hankitaan Euroopan korkean suorituskyvyn tietokoneiden yhteisyrityksestä (EuroHPC JU), joka on yhteisyritys Euroopan unionin, Euroopan maiden ja yksityisten kumppaneiden välillä.

“Aivotutkimuksen yhteisö on valmis käyttämään näitä exaskalaisten järjestelmiä”, Amunts toteaa.