Découverte dans des ordinateurs de construction pour imiter les réseaux neuronaux du cerveau

Un ordinateur établi pour imiter les réseaux neuronaux du cerveau produit des résultats similaires à celui du meilleur logiciel de superordinateur de cerveau-simulation actuel utilisé pour la recherche de neural-signalisation, trouve une étude neuve publiée dans les frontières de tourillon d'ouvert-accès en neurologie. Déterminé l'exactitude, la vitesse et le rendement énergétique, cet ordinateur sur commande nommé SpiNNaker, a le potentiel de surmonter les problèmes de vitesse et de consommation d'énergie des superordinateurs conventionnels. L'objectif est d'avancer notre connaissance du traitement neural dans le cerveau, pour comprendre apprendre et troubles tels que l'épilepsie et la maladie d'Alzheimer.

Le « spinnaker peut supporter les modèles biologiques détaillés du cortex--la couche extérieure du cerveau qui reçoit et l'information de procédés des sens--la livraison résulte très assimilé à ceux d'une simulation de logiciel équivalente de superordinateur, » dit M. Sacha van Albada, auteur important de cette étude et chef du groupe théorique de neuroanatomie au centre de recherches de Jülich, Allemagne. « La capacité de gérer les réseaux neuronaux détaillés de grande puissance rapidement et à la faible consommation d'énergie avancera la recherche en matière de robotique et facilitera des études sur apprendre et troubles cérébraux. »

L'esprit humain est extrêmement complexe, comportant 100 milliards de cellules du cerveau interconnectées. Nous comprenons comment les différents neurones et leurs composantes se comportent et communiquent les uns avec les autres et sur l'échelle plus grande, que des régions du cerveau sont employé pour la perception sensorielle, l'action et la cognition. Cependant, nous connaissons moins au sujet de la traduction de l'activité neurale dans le comportement, tel que la pensée de rotation dans le mouvement de muscle.

Le logiciel de superordinateur a aidé en simulant l'échange des signes entre les neurones, mais même le meilleur passage de logiciel sur les superordinateurs les plus rapides jusqu'à présent peut seulement simuler 1% de l'esprit humain.

« Il est actuellement peu clair que l'architecture informatique best suited pour étudier des réseaux d'entier-cerveau efficacement. Le projet d'esprit humain et le centre de recherches européens de Jülich ont exécuté la recherche considérable pour recenser la meilleure stratégie pour ce problème hautement complexe. Les superordinateurs d'aujourd'hui ont besoin de plusieurs minutes pour simuler une seconde de temps réel, étudie ainsi sur les procédés comme apprendre, qui prennent des heures et les jours en temps réel sont actuel hors de portée. » explique professeur Markus Diesmann, le co-auteur, chef du service de calcul et de systèmes de neurologie au centre de recherches de Jülich.

Il continue, « il y a un écartement énorme entre la consommation d'énergie du cerveau et les superordinateurs d'aujourd'hui. Neuromorphic (inspiré par le cerveau) calculant nous permet de vérifier combien proche nous pouvons obtenir au rendement énergétique du cerveau utilisant l'électronique. »

Développé au cours des 15 dernières années et basé sur la structure et le fonctionnement de l'esprit humain, spinnaker -- une partie de la plateforme informatique de Neuromorphic du projet d'esprit humain -- est un ordinateur sur commande composé d'un demi-million d'éléments calculants simples réglés par son propre logiciel. Les chercheurs comparés l'exactitude, la vitesse et le rendement énergétique du spinnaker avec cela de l'EMBOÎTEMENT--un logiciel de superordinateur de spécialiste actuel en service pour la recherche de neurone-signalisation de cerveau.

« Le passage de simulations sur l'EMBOÎTEMENT et le spinnaker a donné très des résultats similaires, » enregistre à Steve Furber, co-auteur et professeur d'ingénierie informatique à l'université de Manchester, R-U. « C'est la première fois qu'une simulation si détaillée du cortex a été faite fonctionner sur le spinnaker, ou sur n'importe quelle plate-forme neuromorphic. Le spinnaker comporte 600 cartes à circuit comportant plus de 500.000 petits compilateurs au total. La simulation décrite dans cette étude a employé juste six cartons--1% de toute la capacité de la machine. Les découvertes de notre recherche amélioreront le logiciel pour ramener ceci à un carton unique. »

Van Albada partage ses futures aspirations pour le spinnaker, « nous espèrent des simulations en temps réel de plus en plus grandes avec ces systèmes informatiques neuromorphic. Dans le projet d'esprit humain, nous travaillons déjà avec les neuroroboticists qui espèrent les employer pour le contrôle robotisé. »

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