Blue Brain Project

Z Wikipedii, wolnej encyklopedii
Skocz do: nawigacji, wyszukiwania
Henry Markram prezentuje wizualizację synaptycznych połączeń symulowanych w projekcie Blue Brain.

Blue Brain Project – projekt stworzenia wirtualnego mózgu poprzez symulację komputerową działania każdego neuronu. Został rozpoczęty w maju 2005 roku przez Politechnikę Federalną w Lozannie w Szwajcarii. Obecnie uczestniczy w nim kilka ośrodków w Hiszpanii, Wielkiej Brytanii, USA i Izraelu. Kierownikiem projektu jest Henry Markram.

Cele[edytuj | edytuj kod]

Głównym celem Blue Brain Project jest zrozumienie działania mózgu ssaków za pomocą inżynierii wstecznej[1]. Cele pośrednie, które mają do tego doprowadzić, to[1]:

  1. Stworzenie Ośrodka Symulacji Mózgu, w którym możliwe będzie tworzenie symulacji mózgów różnych gatunków, w różnych skalach dokładności i z różnymi zaburzeniami.
  2. Udowodnienie skuteczności i dokładności symulacji poprzez stworzenie i przetestowanie szczegółowego modelu kolumny neuronalnej wewnątrz zakrętu zaśrodkowego młodego szczura.
  3. Użycie symulacji do odkrycia podstawowych zasad budowy i funkcjonowania mózgu.
  4. Wykorzystanie tych zasad do stworzenia większych i dokładniejszych modeli mózgu i opracowanie strategii modelowania całego mózgu człowieka.

Historia[edytuj | edytuj kod]

We wstępnej fazie projektu, ukończonej w grudniu 2006 roku, stworzono symulację działania pojedynczej kolumny neuronalnej mózgu szczura[2]. Taka kolumna ma objętość około 0,5 mm3 i zawiera około 10 tysięcy neuronów, około 200 różnych typów, połączonych około 30 milionami synaps[3]. W przeprowadzonej symulacji sieć neuronów była poddawana działaniu sygnałów przypominających te, jakie odbierałyby w mózgu szczura. Zaobserwowano tworzenie się nowych połączeń synaptycznych i reagowanie grup neuronów w synchronicznych wyładowaniach[4].

W kolejnych latach symulacja została zoptymalizowana i powiększono jej skalę. W 2011 roku, za pomocą superkomputera Blue Gene/P o mocy 56 TFLOPS[5] stworzono symulację obwodu zawierającego 100 kolumn neuronalnych. Symulacja zawierała około miliona neuronów i około miliarda połączeń neuronalnych. Odpowiada to skali mózgu pszczoły. W 2014 planowane jest stworzenie symulacji całego mózgu szczura (około 100 razy większej)[6].

Ponieważ ludzki mózg zawiera 15 – 33 miliardów neuronów, z których każdy może mieć do 10 tysięcy połączeń synaptycznych[7], Henry Markram szacuje ilość informacji, potrzebnych do odtworzenia jego funkcjonalności na 500 petabajtów[4]. Przewiduje, że superkomputery o wystarczającej mocy obliczeniowej, aby przetworzyć taką ilość danych, powstaną około 2020 roku[8].

Aby umożliwić symulacje tej skali i uzyskać dostęp do wystarczająco potężnych superkomputerów w 2020 roku, powołano Human Brain Project. Projekt ten w styczniu 2013 roku został wybrany do jako Europejski Projekt Flagowy i w latach 2014–2020 ma uzyskać do 1 miliarda Euro dofinansowania[9][10].

Finansowanie[edytuj | edytuj kod]

Superkomputer Magerit uczestniczący w projekcie Blue Brain.

Projekt jest finansowany głównie przez szwajcarski rząd, a częściowo poprzez dotacje i darowizny. Politechnika w Lozannie zakupiła na potrzeby projektu superkomputer Blue Gene po obniżonej cenie, ponieważ IBM był zainteresowany odkrywaniem różnych zastosowań dla tego komputera[11].

W projekcie uczestniczy również Politechnika Madrycka, udostępniając superkomputer Magerit oraz specjalnie zaprojektowany mikroskop do badania mózgu[12].

Zobacz też[edytuj | edytuj kod]

Wikimedia Commons

Przypisy

  1. 1,0 1,1 The Blue Brain Project Goals (ang.). W: Blue Brain Project [on-line]. EPFL. [dostęp 28 lutego 2012].
  2. The Blue Brain Project Timeline (ang.). W: Blue Brain Project [on-line]. EPFL. [dostęp 28 lutego 2012].
  3. About the Blue Brain Project
  4. 4,0 4,1 Johan Lehrer: Out of the Blue (ang.). Seed, 3 marca 2008. [dostęp 28 lutego 2012].
  5. Blue Brain Project (ang.). artificialbrains.com. [dostęp 29 lutego 2012].
  6. M. Mitchell Waldrop: Computer modelling: Brain in a box (ang.). Nature, 22 lutego 2012. [dostęp 28 lutego 2012].
  7. Pelvig DP, Pakkenberg H, Stark AK, Pakkenberg B. Neocortical glial cell numbers in human brains Neurobiol Aging, 29 listopada 2008
  8. W laboratoriach powstaje sztuczny mózg. W: TVN24.pl [on-line]. 2009-07-23. [dostęp 2010-12-13].
  9. Graphene and Human Brain Project win largest research excellence award in history, as battle for sustained science funding continues (ang.). europa.eu, 2013-01-28. [dostęp 2013-03-08].
  10. Human Brain Project i Graphene Flagship: polscy naukowcy w badaniach nad ludzkim mózgiem. benchmark.pl, 2013-01-31. [dostęp 2013-03-08].
  11. Joe Hunkins: Blue Brain Project - IBM has not withdrawn support (ang.). W: Henry Markram, Project Director as quoted by IBM Switzerland to Technology Report on 19 stycznia, 2009 [on-line]. technology-report.com, 2009-01-21. [dostęp 28 lutego 2012].
  12. Nanotechnology Microscope for Brain Studies (ang.). azonano, 21 maja 2009. [dostęp 28 lutego 2012].

Linki zewnętrzne[edytuj | edytuj kod]