Tíz másodpercig futott a rágcsálóagy-szimulátor

Az agy működési mechanizmusairól jelenleg keveset tudunk, de az utóbbi időben a biológia és az orvostudomány sokat megismert az agy felépítéséről, a számítástechnika pedig már elegendően nagy teljesítményű eszközökkel rendelkezik ahhoz, hogy megkezdődhessen az agyműködést molekuláris szinten digitálisan modellező projekt. A cél a gondolkodás, az érzékelés és a memória jobb megismerésével közelebb kerülni az olyan rendellenességek okainak megértéséhez, mint az autizmus, a skizofrénia vagy a depresszió.

Az amerikai kutatóknak az IBM BlueGene L szuperszámítógépe segített az egéragy szimulálásában. A szakemberek a BlueGene teljesítményét kihasználva sikeresen futtatták a „kéreg-szimulátor”-t, mely a jelentések szerint „olyan nagy és olyan összetett, mint egy egér agyának a fele”. A tudósok szerint ez a fél agy ténylegesen nyolcmillió neuronból áll, melyek nagyjából nyolcezer szinapszison keresztül kommunikálnak egymással.

Az élő agy szimulálása nem könnyű feladat a tudósok számára. Vegyük csak az agyszövetet, mely annyira összetett, hogy képes ugyanabban az időben számtalan különböző, aktív kapcsolat fenntartására. Sajnos, még a BlueGene L hatalmas erejének ellenére is csak tíz másodpercig futott az agyi modell, amely nagyjából egy másodperces valós működésnek felel meg. A jövő célkitűzései között szerepel az élő agy szerkezetének szimulálása. A tudósok következő lépésként a szimulációt át kívánják alakítani annak megfelelően, hogy gyorsabban működjön munka közben, mint egy rágcsáló agya. Az első eredmény persze az volna, ha huzamosabb ideig tudna futni.

A kutatási eredmények nagy lépést jelentenek a teljes, élő agy szimulálása felé vezető úton. A BlueGene L jelenleg még nem képes arra, hogy az emberi agyat megfelelően modellezze le.

Mint ismeretes, az IBM és a svájci Ecole Polytechnique Fédérale de Lausanne kutatói két évvel ezelőtt az IBM eServer Blue Gene szuperszámítógépére alapozva – amely másodpercenként egybillió művelet elvégzésére képes – az agy virtuális modelljének megalkotásába kezdtek. Az első lépés az emberi agykéreg legkülső részének, a gondolkodásért, tanulásért, problémamegoldásért, nyelvi funkciókért felelős, az agytömeg 85%-át kitevő neocortex szimulációja. Tudósok már több mint tíz éve dolgoznak a neocortex idegi szerkezetét leíró adatbázis felállításán. Az óriási adatmennyiség alapján készítik el az agy működő, nagy sebességű elektrokémiai kölcsönhatásait is „futtató” háromdimenziós, virtuális modelljét.

Az agy teljes virtuális modelljének elkészítése legalább tíz év munkájába kerül majd.