USA - Vedci odhalili najpodrobnejšiu digitálnu mapu mozgu, aká bola doteraz vytvorená. Ide o fascinujúcu simuláciu, ktorá obsahuje takmer 10 miliónov neurónov, 26 miliárd synapsií a 86 vzájomne prepojených mozgových regiónov.
Za prelomový projekt vďačíme japonskému superpočítaču Fugaku, jednému z najvýkonnejších na svete, ktorý dokáže vykonať štvrťkvadrilióna výpočtov za sekundu. Práve tento výpočtový výkon umožnil vedcom zrekonštruovať virtuálny mozog do detailov, ktoré boli ešte donedávna nepredstaviteľné.
Odborníci chcú digitálny mozog využiť na skúmanie otázok, na ktoré doteraz existovali odpovede len vďaka experimentom na skutočnom mozgovom tkanive – napríklad ako sa šíri epileptický záchvat, čo spôsobuje poruchy mozgových vĺn alebo čo sa deje pri neurologických ochoreniach. „Toto je technický míľnik. S takýmto výkonom už predstava kompletného, biologicky presného modelu mozgu nie je sci-fi,“ uviedol Dr. Anton Arkhipov z Allen Institute v Seattli.
Myš vs. človek
Simulovaná mapa zachytáva mozgovú kôru myši, ktorá je porovnateľná so štruktúrou mozgu človeka, informuje na svojom webe Daily Mail. Každá z 86 oblastí je zobrazená v žiarivých farbách a reprezentuje inú funkciu – od videnia cez pohyb až po rozhodovanie. Z malých „stromčekovitých“ výbežkov vyrastajúcich z oblastí sú aktívne neuróny, ktoré medzi sebou neprestajne vysielajú elektrické a chemické signály. Tie putujú z tela neurónu cez axón až na synapsiu, kde sa elektrický signál mení na chemickú správu – neurotransmitery.
„Mozog je taký komplexný, že na pochopenie jeho fungovania nestačí intuícia. Potrebujeme model, ktorý ukáže, ako sa jednotlivé prvky správajú, keď ich spojíme do obvodu,“ vysvetľuje Dr. Tim Jarsky z Allen Institute. Dlhodobou ambíciou tímu je vytvoriť úplnú simuláciu mozgu myši – nielen kôry. Následne chcú začať pracovať aj na digitálnych modeloch ľudského mozgu, ktoré by mohli priniesť prevratné poznatky o vývoji, chorobách či fungovaní inteligencie.
To je ale rýchlosť
Superpočítač Fugaku, umiestnený v japonskom centre Riken, zvládne vyše 400 kvadriliónov výpočtov za sekundu. Pre predstavu – ak by ste začali počítať po jednom práve teraz, trvalo by vám 12,7 miliardy rokov, kým by ste napočítali na rovnaké číslo. Aj keď bol Fugaku v roku 2020 najrýchlejším počítačom sveta, dnes je v rebríčku TOP500 na siedmom mieste. Absolútnou jednotkou je momentálne americký superpočítač El Capitan, schopný tzv. exascale výkonu – miliardu miliárd operácií za sekundu.
Superpočítač je výkonný počítač schopný vykonávať bilióny operácií za sekundu. Využíva sa na úlohy, ktoré bežné počítače nezvládnu – od predpovedí počasia cez simulácie jadrovej fúzie až po vývoj umelej inteligencie. Pretože AI vyžaduje extrémny výpočtový výkon, superpočítače sa stali jej synonymom – ide totiž o jediné systémy, ktoré dokážu spracovať množstvo dát potrebných pre dnešné modely umelej inteligencie.
