شبيهسازي مغز انسان با ۵۳۰,۰۰۰,۰۰۰,۰۰۰ سلول عصبي

برنامه
سيناپس آي.بي.ام، بالاخره به شبيهسازي پيچيدهاي از مغز انسان شامل
530ميليارد نورون و 100هزار ميليارد سيناپس دستيافته که فقط 1542 بار از
عملکرد واقعي مغز انسان کندتر عمل ميکند.
مغز شايد پيچيدهترين
موجود شناختهشده باشد. مغز انسان در اين ميان از هر مغز ديگري پيچيدهتر
است و ساليان سال است که محققين در تلاشند راهي براي کشف چگونگي عملکرد مغز
انسان بيابند. يکي از اميدهاي محققين، شبيهسازي رايانهاي مغز است. حالا،
آنچه آي.بي.ام با شبيهسازي حجم بالاي نورونها و سيناپسها ارائه کرده،
دريچهاي تازه به درک فعاليت پيچيده مغز گشوده است و شايد بتواند پاسخ
سوالهاي بسياري را بدهد. در عين حال، اين که اين پروژه با ابعاد بسيار
وسيعش هنوز تا رسيدن به مغز انسان فاصله بسيار دارد، خود گواهي ديگر است بر
پيچيدگي بينظير مغز انسان.
در
کنفرانس 2012 ابرپردازش که هفته پيش برگزار شد، گروه محققين آي.بي.ام، قدم
بعدي در راه رسيدن به برنامه پردازش شناختي دارپا را ارائه کرد، برنامهاي
که سيستمهاي الکترونيکي نورومورفيک سازشپذير، مقياسپذير و انعطافپذير
نام دارد و به اختصار آن را SyNAPSE مينامند. شايان ذکر است که سيناپس به
محل برقراري ارتباط سلولهاي عصبي گفته ميشود!
به گزارش سايتک ديلي،
برنامه سيناپس دارپا در سال 2008/ 1387 آغاز شد و قرار بود فناوري ماشيني
الکترونيکي نورومورفيکي در آن ساخته شود که بر پايه شبيهسازي مغز قرار
داشته باشد و با استفاده از معماري پردازش شناختي، با 10 ميليارد سلول عصبي
و 100هزار ميليارد سيناپس، مقياسي از سطوح بيولوژيکي آنچه در مغز
ميگذرد، به دست بدهد. اين ارقام بر پايه تعداد تخمينزده شده سيناپسها و
سلولهاي عصبي موجود درمغز انسان به دست آمدهاند.
حالا
آي. بي. ام اعلام کرده که بالاخره موفق شده به هدف اين برنامه دست پيدا
کند. آنها توانستهاند با استفاده از سيستم ترونورث آي.بي.ام که روي دومين
ابررايانه سريع دنيا اجرا شده، به اين هدف دست پيدا کنند، يعني Blue
Gene/Q Sequoia مستقر در آزمايشگاه ملي لاورنس ليورمور که از 96 رديف
ابررايانه با 1,572,864 هسته پردازشگر، 1.5 پتابايت حافظه (هر پتابايت = يک
ميليون گيگابايت يا هزار ترابايت)، 98,304 پردازش ام.پي.آي و 6,291,456
تريد (پردازش سبکو مستقل)استفاده ميکند.

شرح
عکس: شبکهاي از هستههاي نوروسيناپسي که از اتصالات طولاني سلولهاي مغز
ميمون استخراج شده است. هسته هاي نوروسيناپسي بهطور محلي در مناطق مختلف
مغز دستهبندي شدهاند و هر هسته بهشکل نقطهاي منفرد درون حلقه مشخص شده
است. کمانها از هسته منبع به سمت هسته مقصد رسم شدهاند و رنگ آنها بر
اساس رنگ اختصاص يافته به هسته منبع مشخص شده است.
آي.بي.ام و
آزمايشگاه ملي لورنس ليورمور در اين برنامه موفق شدند به مقياسي از 2.084
ميليارد هسته نوروسيناپسي دست يابند که در آن 530 ميليارد سلول عصبي و
100هزار ميليارد سيناپس در حال فعاليتند و سرعت فعاليت آنها تنها 1542 بار
از ميزان واقعي (آنچه در مغز انسان اتفاق ميافتد)، کندتر است.
البته در اين برنامه، شبيهسازي زيستي واقعي از يک مغز انسان کامل وجود ندارد. بلکه چنان که در چکيده مقاله آمده، محاسبه (سلولهاي عصبي)، حافظه (سيناپسها) و ارتباطات (آکسونها و دندريتها- رشتههاي متصل به سلولهاي عصبي که از يک طرف پيام ديگر سلولهاي عصبي را گرفته و از طرف ديگر، پيام را به ساير سلولهاي عصبي منتقل ميکنند-) با کسر مولفههاي زيستي و در راستاي اهداف مهندسي ، يعني رسيدن به حداکثر فعاليت (کارايي، سودمندي و کاربرد) و حداقل هزينهها (قدرت، فضا و تاخير) و نيز پيچيدگي طراحي جزئيات سختافزاري بهينه شدهاند.
به VEM خوش آمدید: