Ο πιο λεπτομερής χάρτης του εγκεφάλου που έχει δει ποτέ: Εκπληκτική προσομοίωση λεπτομέρειες για 10 ΕΚΑΤΟΜΜΥΡΙΑ νευρώνες σε 86 διασυνδεδεμένες περιοχές
Οι επιστήμονες αποκάλυψαν τον πιο λεπτομερή χάρτη του εγκεφάλου που δημιουργήθηκε ποτέ. Ο συναρπαστικός χάρτης αντιπροσωπεύει σχεδόν 10 εκατομμύρια νευρώνες, 26 δισεκατομμύρια συνάψεις και 86 διασυνδεδεμένες περιοχές του εγκεφάλου. Δημιουργήθηκε με τον Fugaku, τον εξαιρετικά γρήγορο υπερυπολογιστή της Ιαπωνίας, ο οποίος είναι ικανός να κάνει τετράδισεκα υπολογισμούς ανά δευτερόλεπτο. Οι επιστήμονες θα χρησιμοποιήσουν το ψηφιακό τους αντίγραφο για να απαντήσουν σε ερωτήσεις σχετικά με το τι συμβαίνει σε μια ασθένεια, πώς τα εγκεφαλικά κύματα διαμορφώνουν τη νοητική εστίαση και πώς εξαπλώνονται οι κρίσεις στον εγκέφαλο. Μέχρι τώρα, αυτές οι ερωτήσεις μπορούσαν να απαντηθούν μόνο χρησιμοποιώντας πραγματικό εγκεφαλικό ιστό, ένα πείραμα τη φορά. Ο Δρ Anton Arkhipov, ερευνητής στο Ινστιτούτο Άλεν στο Σιάτλ που εργάστηκε στο έργο, αποκάλεσε τον χάρτη «τεχνικό ορόσημο». «Με αυτό το είδος υπολογιστικής ισχύος, ο στόχος ενός πλήρους, βιοφυσικά ακριβούς μοντέλου εγκεφάλου δεν είναι πλέον απλώς μια επιστημονική φαντασία», είπε. «Οι επιστήμονες βρίσκονται σε ένα νέο σύνορο όπου η κατανόηση του εγκεφάλου σημαίνει, κυριολεκτικά, να είναι σε θέση να χτίσει έναν». Η εικόνα είναι μια λεπτομερής προσομοίωση ολόκληρου του φλοιού του ποντικιού με νευρώνα. Αντιπροσωπεύει την «αυθόρμητη» δραστηριότητα του φλοιού σε κατάσταση ηρεμίας. Οι νευρώνες χρωματίζονται από την περιοχή του φλοιού και επισημαίνονται με ένα ελαφρύ φλας όταν είναι ενεργοί. Μόνο το 1 τοις εκατό των νευρώνων εμφανίζεται για λόγους σαφήνειας. Η εκπληκτική νέα εικόνα είναι ένα εικονικό αντίγραφο του φλοιού ενός ποντικιού, του εξαιρετικά σημαντικού εξωτερικού στρώματος του εγκεφάλου. Τα ζωηρά χρώματα αναφέρονται στις διαφορετικές περιοχές του φλοιού που είναι υπεύθυνες για διαφορετικές εργασίες, όπως οπτική επεξεργασία, κίνηση του σώματος, λήψη αποφάσεων και πολλά άλλα. Κάθε περιοχή αποτελείται από ένα απίστευτα πυκνό δάσος νευρώνων (γνωστά και ως νευρικά κύτταρα) που μεταδίδουν ηλεκτρικά και χημικά σήματα για να επιτρέψουν την επικοινωνία σε όλο τον εγκέφαλο και το σώμα. Το μικρό λευκό δέντρο φλυαρία για να στείλετε μηνύματα. Τα ηλεκτρικά σήματα ταξιδεύουν στο μήκος ενός μεμονωμένου νευρώνα, από το στρογγυλό κεντρικό του σώμα προς τα κάτω σε ένα μακρύ, εξειδικευμένο έλικα που ονομάζεται άξονας, έως ότου αυτός ο άξονας φτάσει σε ένα σημείο σύνδεσης με έναν άλλο νευρώνα. Το ηλεκτρικό σήμα ενεργοποιεί ένα χημικό σήμα, όπου μόρια γνωστά ως νευροδιαβιβαστές ρέουν από το ένα κύτταρο στο άλλο και χρησιμεύουν ως μεταβίβαση σήματος, ξεκινώντας ένα νέο ηλεκτρικό ρεύμα στο επόμενο κύτταρο. «Η μοντελοποίηση είναι απίστευτα σημαντική, επειδή ο εγκέφαλος είναι πολύ περίπλοκο σύστημα για να χρησιμοποιήσει τη διαίσθησή σας για να καταλάβει πώς τα κύτταρα πρέπει να συμπεριφέρονται στο Ινστιτούτο Electrophysien», είπε ο Dr. «Ακόμη και με το υποσύνολο των ειδών νευρώνων σε αυτό το σύνολο δεδομένων, έχουμε τόσες πολλές πιθανές αλληλεπιδράσεις με πολλούς διαφορετικούς τύπους σηματοδότησης. Η απίστευτα λεπτομερής προσομοίωση του εγκεφάλου δείχνει ένα πυκνό δάσος από νευρώνες – αλλιώς γνωστά ως νευρικά κύτταρα, τα οποία μεταδίδουν ηλεκτρικά και χημικά σήματα για να επιτρέψουν την επικοινωνία. Ο Fugaku είναι ένας υπερυπολογιστής στο Riken Center for Computational Science στο Κόμπε της Ιαπωνίας. Είναι ο έβδομος-γρηγορότερος υπερυπολογιστής στον κόσμο, σύμφωνα με την έκδοση του 2025 της λίστας TOP 500. Ο Fugaku είναι ικανός να κάνει τετράδισεκατομμύρια υπολογισμούς ανά δευτερόλεπτο (ένα τετράδισεκατομο γράφεται ως 1.000.000.000.000.000). Ο υπερυπολογιστής αποτελείται από μικρά μέρη που ονομάζονται κόμβοι, τα οποία είναι ομαδοποιημένα σε στρώματα όπως μονάδες, ράφια και ράφια. Μαζί, αυτά τα στοιχεία αθροίζονται σε συνολικά 158.976 κόμβους, επιτρέποντας στον Fugaku να διαχειρίζεται έναν τεράστιο όγκο δεδομένων και υπολογισμών. «Χρειάζεσαι πραγματικά ένα μοντέλο για να καταλάβεις πώς θα μπορούσε να συμπεριφερθεί το κύκλωμα όταν συνδυάζεις όλα αυτά τα στοιχεία μαζί». Σύμφωνα με τους ειδικούς, ο μακροπρόθεσμος στόχος είναι η προσομοίωση ολόκληρου του εγκεφάλου του ποντικιού, όχι μόνο του φλοιού, καθώς και των μοντέλων του ανθρώπινου εγκεφάλου. Αυτό είναι, ωστόσο, ένα αξιόπιστο μοντέλο για την ανάπτυξη του ανθρώπινου εγκεφάλου λόγω ορισμένων δομικών ομοιοτήτων μεταξύ των δύο ειδών. Η εικόνα δημιουργήθηκε χρησιμοποιώντας τον Fugaku, έναν ισχυρό υπερυπολογιστή στο Riken Center for Computational Science στο Κόμπε της Ιαπωνίας. Ο κορυφαίος υπερυπολογιστής της Ιαπωνίας είναι ικανός για περισσότερους από 400 τετρασεκατομμύρια υπολογισμούς ανά δευτερόλεπτο και μπορεί να θρυμματίσει δεδομένα γρηγορότερα από όσο μπορούμε να αναβοσβήνουμε. Για να το θέσουμε σε προοπτική, αν ξεκινούσατε να μετράτε σε δευτερόλεπτα αυτή τη στιγμή, θα χρειάζονταν πάνω από 12,7 δισεκατομμύρια χρόνια για να φτάσετε σε αυτόν τον αριθμό – σχεδόν την ηλικία του σύμπαντος! «Το Fugaku χρησιμοποιείται για έρευνα σε ένα ευρύ φάσμα πεδίων υπολογιστικής επιστήμης, όπως η αστρονομία, η μετεωρολογία και η ανακάλυψη φαρμάκων, συμβάλλοντας στην επίλυση πολλών κοινωνικών προβλημάτων», είπε ο Δρ Tadashi Yamazaki από το Πανεπιστήμιο Ηλεκτρο-Επικοινωνιών της Ιαπωνίας στο Τόκιο. Είναι το προϊόν του Supercomputer Fugaku (στη φωτογραφία), ενός από τους ταχύτερους υπερυπολογιστές στον κόσμο που κατασκευάστηκε με την υποστήριξη της ιαπωνικής κυβέρνησης Ο Fugaku θεωρήθηκε ο ταχύτερος υπερυπολογιστής στον κόσμο τον Ιούνιο του 2020, αλλά πέντε χρόνια αργότερα έχει πέσει στη λίστα των TOP 500 στην έβδομη θέση. Στην κορυφή της λίστας βρίσκεται το El Capitan, που φιλοξενείται στο Lawrence Livermore National Laboratory στο Livermore της Καλιφόρνια. Ο El Capitan, ο πιο ισχυρός υπερυπολογιστής στον κόσμο, είναι το τρίτο σύστημα «exascale» που έχει αναπτυχθεί από τις Ηνωμένες Πολιτείες. Το Exascale αναφέρεται σε ένα σύστημα που μπορεί να εκτελέσει τουλάχιστον ένα πεμπτοκατομμύριο πράξεις ανά δευτερόλεπτο – ένα δισεκατομμύριο δισεκατομμύριο υπολογισμούς ή 1 ακολουθούμενο από 18 μηδενικά. Μια επερχόμενη εργασία θα αποκαλύψει τη νέα εικονική προσομοίωση εγκεφάλου στο SC25, ένα συνέδριο υπερυπολογιστών που λαμβάνει χώρα αυτή την εβδομάδα στο Σεντ Λούις του Μιζούρι. ΤΙ ΕΙΝΑΙ Ο ΥΠΕΡΥΠΟΛΟΓΙΣΤΗΣ; Ένας υπερυπολογιστής είναι ένας υπολογιστής με υψηλό επίπεδο απόδοσης σε σύγκριση με έναν υπολογιστή γενικής χρήσης. Η απόδοση ενός υπερυπολογιστή μετράται σε πράξεις κινητής υποδιαστολής ανά δευτερόλεπτο (FLOPS) αντί για εκατομμύρια εντολές ανά δευτερόλεπτο (MIPS). Οι υπερυπολογιστές περιέχουν δεκάδες χιλιάδες επεξεργαστές και μπορούν να εκτελέσουν δισεκατομμύρια και τρισεκατομμύρια υπολογισμούς ή υπολογισμούς ανά δευτερόλεπτο. Οι υπερυπολογιστές χρησιμοποιούνται για βαρείς επιστημονικούς και μηχανικούς σκοπούς υπολογισμού, όπως κβαντομηχανική, πρόγνωση καιρού, εξερεύνηση πετρελαίου και αερίου, μοριακή μοντελοποίηση, φυσικές προσομοιώσεις, αεροδυναμική, έρευνα πυρηνικής σύντηξης και κρυπτανάλυση. Επειδή οι υπερυπολογιστές χρησιμοποιούνται συχνά για την εκτέλεση προγραμμάτων τεχνητής νοημοσύνης, ο υπερυπολογιστής έχει γίνει συνώνυμος με την τεχνητή νοημοσύνη. Αυτή η τακτική χρήση οφείλεται στο ότι τα προγράμματα τεχνητής νοημοσύνης απαιτούν υπολογιστές υψηλής απόδοσης που προσφέρουν οι υπερυπολογιστές. Με άλλα λόγια, οι υπερυπολογιστές μπορούν να χειριστούν τους τύπους φόρτου εργασίας που απαιτούνται συνήθως για εφαρμογές τεχνητής νοημοσύνης. Πηγή: IBM/SUSE
Δημοσιεύτηκε: 2025-11-17 13:00:00
πηγή: www.dailymail.co.uk
