Descoberta nos computadores da construção para imitar as redes neurais do cérebro

Um computador construído para imitar as redes neurais do cérebro produz resultados semelhantes àquele do melhor software do super-computador da cérebro-simulação usado actualmente para a pesquisa da neural-sinalização, encontra um estudo novo publicado nas fronteiras do jornal do aberto-acesso na neurociência. Testado para a precisão, a velocidade e o uso eficaz da energia, este computador feito por encomenda nomeado Vela de fortuna, têm o potencial superar os problemas do consumo da velocidade e da potência de super-computadores convencionais. O alvo é avançar nosso conhecimento do processamento neural no cérebro, para incluir a aprendizagem e as desordens tais como a epilepsia e a doença de Alzheimer.

A “vela de fortuna pode apoiar modelos biológicos detalhados do córtice--a camada exterior do cérebro que recebem e a informação de processos dos sentidos--entregar resulta muito similar àqueles de uma simulação de software equivalente do super-computador,” diz o Dr. Sacha camionete Albada, autor principal deste estudo e líder do grupo teórico da neuroanatomia no centro de pesquisa de Jülich, Alemanha. “A capacidade para executar redes neurais detalhadas em grande escala rapidamente e no consumo da baixa potência avançará a pesquisa da robótica e facilitará estudos em desordens da aprendizagem e do cérebro.”

O cérebro humano é extremamente complexo, compreendendo 100 bilhão neurónios interconectados. Nós compreendemos como os neurônios individuais e seus componentes se comportam e se comunicam um com o otro e na escala maior, que as áreas do cérebro são usadas para a percepção sensorial, a acção e a cognição. Contudo, nós conhecemos menos sobre a tradução de actividade neural no comportamento, tal como o pensamento de giro no movimento do músculo.

O software do super-computador ajudou simulando a troca dos sinais entre os neurônios, mas mesmo a melhor corrida do software nos super-computadores os mais rápidos até agora pode somente simular 1% do cérebro humano.

“É presentemente obscura que a arquitectura informática é serida melhor estudar eficientemente redes do inteiro-cérebro. O projecto do cérebro humano e o centro de pesquisa europeus de Jülich executaram a pesquisa extensiva para identificar a melhor estratégia para este problema altamente complexo. Os super-computadores de hoje exigem diversas actas para simular um segundo do tempo real, estudam assim nos processos como a aprendizagem, que tomam horas e os dias no tempo real são actualmente fora do alcance.” explica o professor Markus Diesmann, co-autor, cabeça do departamento computacional e de sistemas da neurociência no centro de pesquisa de Jülich.

Continua, “há uma diferença enorme entre o consumo de energia do cérebro e super-computadores de hoje. Neuromorphic (cérebro-inspirado) que computa permite que nós investiguem como próximo nós podemos obter ao uso eficaz da energia do cérebro usando a eletrônica.”

Tornado sobre os 15 anos passados e baseado na estrutura e na função do cérebro humano, vela de fortuna -- peça da plataforma de computação de Neuromorphic do projecto do cérebro humano -- é um computador feito por encomenda compor de meio milhão dos elementos de computação simples controlados por seu próprio software. Os pesquisadores compararam a precisão, a velocidade e o uso eficaz da energia da vela de fortuna com o aquele do NINHO--um software do super-computador do especialista actualmente em uso para a pesquisa da neurônio-sinalização do cérebro.

“A corrida de simulações no NINHO e na vela de fortuna mostrou muito resultados semelhantes,” relata Steve Furber, co-autor e professor da engenharia informática na universidade de Manchester, Reino Unido. “Isto está a primeira vez que uma simulação tão detalhada do córtice foi executada na vela de fortuna, ou em toda a plataforma neuromorphic. A vela de fortuna compreende 600 placas de circuito que incorporam sobre 500.000 processadores pequenos no total. A simulação descrita neste estudo usou apenas seis placas--1% da capacidade total da máquina. Os resultados de nossa pesquisa melhorarão o software para reduzir este a uma única placa.”

Van Albada compartilha de suas aspirações futuras para a vela de fortuna, “nós espera para simulações de tempo real cada vez mais grandes com estes sistemas de computação neuromorphic. No projecto do cérebro humano, nós já trabalhamos com neuroroboticists que esperam os usar para o controle robótico.”

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