大腦研究如何對(duì)超級(jí)計(jì)算提出新要求

了解大腦的所有復(fù)雜性需要從多個(gè)尺度——從基因組學(xué)、細(xì)胞和突觸到整個(gè)器官水平——的洞察力。這意味著需要處理大量數(shù)據(jù)，超級(jí)計(jì)算正在成為解決大腦問(wèn)題的不可或缺的工具，”人類(lèi)大腦項(xiàng)目 (HBP) 科學(xué)主任、C. and O. Vogt-Institute of Brain 主任 Katrin Amunts 說(shuō)研究，杜塞爾多夫大學(xué)和 Jülich 研究中心神經(jīng)科學(xué)與醫(yī)學(xué)研究所 (INM-1) 主任。

“這是超級(jí)計(jì)算的一個(gè)激動(dòng)人心的時(shí)刻，”Jülich 超級(jí)計(jì)算中心主任兼人腦項(xiàng)目超級(jí)計(jì)算負(fù)責(zé)人 Thomas Lippert 說(shuō)。“我們從神經(jīng)科學(xué)界的研究人員那里收到了很多新的要求，他們需要強(qiáng)大的計(jì)算來(lái)解決大腦的復(fù)雜性。作為回應(yīng)，我們正在開(kāi)發(fā)專(zhuān)門(mén)用于研究大腦的新工具。”

人腦包含大約 860 億個(gè)神經(jīng)元，形成數(shù)萬(wàn)億個(gè)接觸點(diǎn)。以細(xì)胞分辨率對(duì)整個(gè)大腦進(jìn)行成像會(huì)產(chǎn)生數(shù) PB 范圍內(nèi)的數(shù)據(jù);整個(gè)大腦的電子顯微鏡將超過(guò) 1 艾字節(jié)的數(shù)據(jù)。“大腦研究、醫(yī)學(xué)和信息技術(shù)面臨的挑戰(zhàn)只能通過(guò)聯(lián)合所有三個(gè)領(lǐng)域的力量來(lái)解決，”Amunts 說(shuō)。

在歐洲，人類(lèi)大腦項(xiàng)目的研究基礎(chǔ)設(shè)施 EBRAINS 解決了神經(jīng)科學(xué)的大數(shù)據(jù)挑戰(zhàn)。它為大腦研究人員提供了一系列工具、數(shù)據(jù)和計(jì)算服務(wù)。這包括通過(guò) Fenix 聯(lián)合基礎(chǔ)設(shè)施訪問(wèn)超級(jí)計(jì)算系統(tǒng)，該系統(tǒng)由歐洲領(lǐng)先的超級(jí)計(jì)算中心建立，作為人類(lèi)大腦項(xiàng)目的一部分，將為大腦研究以外的社區(qū)提供服務(wù)。

在未來(lái)五年內(nèi)，歐洲的目標(biāo)是部署其前兩臺(tái)百億億級(jí)超級(jí)計(jì)算機(jī)。它們將由歐洲高性能計(jì)算聯(lián)合企業(yè) (EuroHPC JU) 收購(gòu)，這是、歐洲國(guó)家和私人合作伙伴之間的一項(xiàng)聯(lián)合倡議。“大腦研究界隨時(shí)準(zhǔn)備使用這些百億億級(jí)系統(tǒng)，”Amunts 說(shuō)。

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