Menneskehjerneprosjektet lanserer ny rapport om exaskala datamaskinkraft

Forskere ved Menneskehjerneprosjektet (HBP) har i en ny forskningsrapport beskrevet hvordan fremgang i nevrovitenskapen krever høydatamaskinteknologi og til slutt vil trenge exaskala datamaskinkraft.

HBP er det største hjerneforskningsprosjektet i Europa, og det er ett av de største forskningsprosjektene noensinne finansiert av Den europeiske union. Prosjektet undersøker hjernen og dens sykdommer gjennom bruk av svært avanserte metoder fra felt som datamaskiner, nevroinformatikk og kunstig intelligens (AI).

Superdatamaskiner som verktøy for hjernen

Katrin Amunts er en av forskerne og vitenskapelig direktør for HBP, direktør for C. og O. Vogt-Instituttet for hjerneforskning, Universitätsklinikum Düsseldorf og direktør for Instituttet for nevrovitenskap og medisin (INM-1) ved Forskningsenteret Jülich.

“Å forstå hjernen i all sin kompleksitet krever innsikt fra flere skalaer – fra genetikk, celler og synapser til hele organ-nivå,” sier Amunts. “Dette betyr å arbeide med store mengder data, og superdatamaskiner blir et uunnværlig verktøy for å takle hjernen.”

Thomas Lippert er direktør for Jülich-superdatamaskinsenteret og leder for superdatamaskiner i HBI.

“Det er en spennende tid for superdatamaskiner,” sier Lippert. “Vi får mange nye forespørsler fra forskere i nevrovitenskapens samfunn som trenger kraftfulle datamaskiner for å takle hjernens kompleksitet. I respons utvikler vi nye verktøy tilpasset å undersøke hjernen.”

Det finnes omtrent 86 milliarder nerveceller som utgjør billioner av kontaktpunkter i menneskehjernen. Ved å bilde en hel hjernen i cellulær oppløsning, kan data i størrelsesordenen flere petabyte produseres. En elektronmikroskopi av hele hjernen ville resultere i mer enn en exabyte med data.

“Hjerneforskning, medisin og informasjonsteknologi møter utfordringer som bare kan løses ved å slå sammen kreftene fra alle tre områdene,” legger Amunts til.

Datautfordringen i nevrovitenskapen

Menneskehjerneprosjektets forskningsinfrastruktur EBRAINS er fokusert på å møte den store datautfordringen i nevrovitenskapen. Gjennom denne infrastrukturen er det tilgjengelig en rekke verktøy, data- og beregnings-tjenester for hjerneforskere. De kan få tilgang til superdatamaskinsystemer gjennom den fødererte infrastrukturen Fenix, som er etablert av Europas ledende superdatamaskinsentre.

Europa forventes å deployere sine første to exaskala superdatamaskiner innen de neste fem årene. Superdatamaskinene vil bli kjøpt av Den europeiske unionens fellesforetak for høy-ytelsesdatamaskiner (EuroHPC JU), som er et felles initiativ mellom EU, europeiske land og private partnere.

“Hjerneforsknings-samfunnet står klart til å bruke disse exaskala-systemene,” konkluderer Amunts.