Supercomputador K simula 1% do cérebro humano

Redação do Site Inovação Tecnológica - 05/08/2013

Um programa de código livre rodando no Supercomputador K levou 40 minutos para simular 1 segundo de atividade cerebral.
[Imagem: RIKEN]

Tempo computacional e tempo biológico

A maior simulação computadorizada já feita de uma rede neural - uma espécie de cérebro eletrônico - acaba de ser realizada no Japão.

A simulação foi possível graças ao desenvolvimento de estruturas de dados avançadas para o software de simulação NEST, um programa de código aberto disponível gratuitamente para cientistas de todo o mundo.

Rodando o NEST em um supercomputador japonês, a simulação alcançou 1,73 bilhão de neurônios, interconectados por 10,4 trilhões de sinapses.

Simular uma rede neuronal - e um processo como o aprendizado, por exemplo - requer grandes quantidades de memória porque as sinapses são modificadas constantemente pela interação neuronal, e o simulador precisa oferecer condições para essas modificações.

Assim, mais importante do que o número de neurônios na rede neural simulada é o fato de que, durante a simulação, cada sinapse entre os neurônios excitatórios contou com 24 bytes de memória, permitindo uma descrição matemática precisa da rede.

Usando os 82.944 processadores do Supercomputador K, um dos mais rápidos do mundo, o programa levou 40 minutos para completar a simulação de 1 segundo de atividade da rede neural em tempo real - ou seja, 40 minutos de tempo computacional se traduzem em 1 segundo de tempo biológico.

Os dados indicam que será possível simular o cérebro humano inteiro na próxima década.
[Imagem: Abigail Morrison]

Simulação do cérebro inteiro

Embora a simulação esteja sendo comemorada como um marco no campo das neurociências, ela representa apenas 1% da rede neural já mapeada do cérebro.

Assim, o objetivo da equipe japonesa e alemã era avaliar a capacidade dos supercomputadores e, principalmente, do programa de simulação, que agora poderá ser aprimorado.

"Se os computadores de escala peta, como o Computador K, são capazes de simular 1% da rede de um cérebro humano hoje, então sabemos que a simulação de todo o cérebro no nível das células nervosas individuais, e todas as suas sinapses, será possível com os computadores de escala exa, que provavelmente estarão disponíveis na próxima década," explica Markus Diesmann, da Universidade Julich, na Alemanha.

No total, o simulador usou cerca de 1 petabyte de memória principal, que corresponde à memória de cerca de 250.000 PCs comuns.

O trabalho será uma das bases do Projeto Cérebro Humano, que começará a funcionar em Outubro deste ano.

Em vez de supercomputadores, uma equipe britânica está usando um conjunto de processadores de baixo custo, já tendo atingido uma simulação de 1 bilhão de neurônios: