Blue Brain Project

Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
Blue Brain Project
Основатели IBM и EPFL
Расположение Лозанна, Швейцария
Сайт Blue Brain Project
Commons-logo.svg Медиафайлы на Викискладе

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).

Имитационное моделирование[править | править код]

Основной структурной единицей новой коры головного мозга человека 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[1]. 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 3⋅107 синапсов.

На текущий момент команда работает над «режимом реального времени», при котором 1 секунда реального времени работы мозга моделируется процессорами за 1 секунду.

Фаза I[править | править код]

26 ноября 2007 года было объявлено о завершении «Фазы I» проекта Blue Brain. Итогами этой фазы являются:

  1. Новая модель сеточной структуры, которая автоматически, по запросу, генерирует нейронную сеть по предоставленным биологическим данным.
  2. Новый процесс симуляции и саморегуляции, который перед каждым выпуском автоматически проводит систематическую проверку и калибровку модели, для более точного соответствия биологической природе.
  3. Первая модель колонки новой коры клеточного уровня, построенная исключительно по биологическим данным.

Фаза II[править | править код]

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.[2]

3D визуализация[править | править код]

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 будет проведена в «Фазе II» проекта.

Моделирование сознания[править | править код]

Исследователи не ставят перед собой задачи смоделировать сознание.[3]

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.

Команда исследователей[править | править код]

  • 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[править | править код]

  • 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.

Ссылки[править | править код]

Когда будет создан искусственный мозг?

Blue Brain Project: связи и хаос

Blue Brain Project — один из самых амбициозных проектов современности

См. также[править | править код]

Примечания[править | править код]

  1. Анатолий Бучин. Blue brain project: связи и хаос. Биомолекула. Дата обращения 15 марта 2019.
  2. Henry Markram, Eilif Muller, Srikanth Ramaswamy, Michael W. Reimann, Marwan Abdellah. Reconstruction and Simulation of Neocortical Microcircuitry (англ.) // Cell. — 2015. — 8 October (vol. 163, iss. 2). — P. 456–492. — DOI:10.1016/j.cell.2015.09.029.
  3. Blue Brain Project