大腦研究如何對超級計算提出新要求

了解大腦的所有復(fù)雜性需要從多個尺度——從基因組學(xué)、細胞和突觸到整個器官水平——的洞察力。這意味著需要處理大量數(shù)據(jù)，超級計算正在成為解決大腦問題的不可或缺的工具，”人類大腦項目 (HBP) 科學(xué)主任、C. and O. Vogt-Institute of Brain 主任 Katrin Amunts 說研究，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。

“這是超級計算的一個激動人心的時刻，”Jülich 超級計算中心主任兼人腦項目超級計算負責(zé)人 Thomas Lippert 說。“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，他們需要強大的計算來解決大腦的復(fù)雜性。作為回應(yīng)，我們正在開發(fā)專門用于研究大腦的新工具。”

人腦包含大約 860 億個神經(jīng)元，形成數(shù)萬億個接觸點。以細胞分辨率對整個大腦進行成像會產(chǎn)生數(shù) PB 范圍內(nèi)的數(shù)據(jù);整個大腦的電子顯微鏡將超過 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)只能通過聯(lián)合所有三個領(lǐng)域的力量來解決，”Amunts 說。

在歐洲，人類大腦項目的研究基礎(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)和計算服務(wù)。這包括通過 Fenix 聯(lián)合基礎(chǔ)設(shè)施訪問超級計算系統(tǒng)，該系統(tǒng)由歐洲領(lǐng)先的超級計算中心建立，作為人類大腦項目的一部分，將為大腦研究以外的社區(qū)提供服務(wù)。

在未來五年內(nèi)，歐洲的目標(biāo)是部署其前兩臺百億億級超級計算機。它們將由歐洲高性能計算聯(lián)合企業(yè) (EuroHPC JU) 收購，這是、歐洲國家和私人合作伙伴之間的一項聯(lián)合倡議。“大腦研究界隨時準(zhǔn)備使用這些百億億級系統(tǒng)，”Amunts 說。

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