Os Peritos vêm junto desenvolver o plano para controlar e compartilhar de dados da neurociência

Três anos há a Casa Branca lançou a Pesquisa do Cérebro com do Avanço da Iniciativa Inovativa de Neurotechnologies (CÉREBRO) para acelerar a revelação e a aplicação das tecnologias novas que nos dão uma compreensão melhor sobre como trabalho de cérebros.

Desde então, as dúzias de empresas de tecnologia, as instituições académicos, os cientistas e outro têm desenvolvido novas ferramentas para dar a pesquisadores oportunidades inauditas de explorar como o cérebro processa, utilizam, armazenam e recuperam a informação. Mas sem uma estratégia coerente analisar, para controlar e compreender os dados gerados por estas novas tecnologias, avanços no campo será limitada.

Isto é precisamente porque o Neurocientista Computacional Nacional Kristofer Bouchard do Laboratório de Lawrence Berkeley (Laboratório de Berkeley) montou uma equipe internacional de pesquisadores interdisciplinars--incluindo matemáticos, cientistas de computador, físicos e neurocientistas experimentais e computacionais--para desenvolver um plano para controlar, analisar e compartilhar de dados da neurociência. Suas recomendações foram publicadas em uma introdução recente do Neurônio.

“A Iniciativa do CÉREBRO dos E.U. é apenas um de muitos nacionais e as iniciativas privadas da neurociência global que estão trabalhando para a aceleração de nossa compreensão dos cérebros,” diz Bouchard. “Muitos destes esforços deram muita atenção aos desafios tecnologicos de medir e de manipular a actividade neural, quando menos atenção for pagada significativamente aos desafios de computação associados com as vastas quantidades de dados que estas tecnologias estão gerando.”

Para maximizar o retorno em investimentos em iniciativas globais da neurociência, Bouchard e seus colegas argumentem que a comunidade internacional da neurociência deve ter uma estratégia integrada para a gestão de dados e a análise. Esta coordenação facilitaria a reprodutibilidade dos trabalhos, que permite então que os pesquisadores construam no trabalho de cada um.

Para uma primeira etapa, os autores recomendam que os pesquisadores de todas as facetas da neurociência concordam com descrições e formatos de ficheiro padrão para os produtos derivados da análise e das simulações de dados. Após isso, os pesquisadores devem trabalhar com cientistas de computador para desenvolver ecossistemas do hardware e do software para arquivar e compartilhar de dados.

Os autores sugerem um ecossistema similar a esse usado pela comunidade da física para compartilhar dos dados recolhidos por experiências como o Grande Collider do Hadron (LHC). Neste caso, cada grupo de investigação tem seu próprio repositório local dos dados fisiológicos ou da simulação que recolheu ou gerado. Mas eventualmente, toda esta informação deve igualmente ser incluída nos “meta-repositórios” que são acessíveis à comunidade maior da neurociência. As Limas nos “meta-repositórios” devem estar em um formato comum, e os repositórios seriam hospedados idealmente por uma facilidade da supercomputação da aberto-ciência como o Ministério do Centro De Elaboração Científico da Investigação Energética Nacional da Energia (GAMA) (NERSC), situado no Laboratório de Berkeley.

Porque as tecnologias novas estão produzindo quantidades inauditas de dados, Bouchard e seus colegas igualmente propor que os neurocientistas colaborem com os matemáticos para desenvolver aproximações novas para a análise de dados e para alterar ferramentas de análise existentes para ser executado em super-computadores. Para maximizar estas colaborações, as ferramentas de análise devem ser open source e devem integrar com simulações da cérebro-escala, elas sublinham.

“Estes são o princípio para a neurociência e dados grandes, mas nós podemos ver a vinda dos desafios. Esta não é a primeira comunidade de pesquisa para enfrentar desafios grandes dos dados; a física do clima e do de alta energia estêve lá e supera muitas das mesmas edições,” diz Prabhat, que conduz o Grupo dos Dados de NERSC & de Serviços da Analítica.

O Laboratório de Berkeley é posicionado bem para ajudar neurocientistas a endereçar estes desafios devido a sua tradição longa da ciência interdisciplinar, Prabhat adiciona. As facilidades da GAMA como NERSC e a Rede das Ciências da Energia (ESnet) trabalharam pròxima com os cientistas de computador do Laboratório para ajudar uma escala das comunidades da ciência--da astronomia à pesquisa da bateria--colabore e controle e arquive seus dados. Os matemáticos do Laboratório de Berkeley igualmente ajudaram pesquisadores em várias disciplinas científicas a desenvolver novas ferramentas e métodos para a análise de dados em super-computadores.

“Aproveitar a potência de recursos da HPC exigirá neurocientistas trabalhar pròxima com cientistas de computador e tomará o tempo, assim que nós recomendamos rápido e investimento sustentado neste esforço agora,” diz Bouchard. “As introspecções geradas deste esforço terão resultados da alto-recompensa. Apoiarão esforços da neurociência para revelar ambas as características de projecto universais de um cérebro das espécies e para ajudar-nos a compreender o que faz a cada um original individual.”

Source: Laboratório Nacional de DOE/Lawrence Berkeley

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DOE/Lawrence Berkeley National Laboratory