científicos en el Proyecto Cerebro Humano (HBP) han esbozado en un nuevo trabajo de investigación cómo los avances en neurociencia requieren tecnología de computación avanzada y eventualmente necesitarán poder de cómputo a exaescala.
El HBP es el mayor proyecto de ciencia del cerebro en Europa y es uno de los mayores proyectos de investigación jamás financiados por la Unión Europea. El proyecto investiga el cerebro y sus enfermedades mediante el uso de métodos muy avanzados de campos como la informática, la neuroinformática y la inteligencia artificial (IA).
La supercomputación como herramienta para el cerebro
Katrin Amunts es una de las científicas y directora científica del HBP, directora del C. and O. Vogt-Institute of Brain Research, Universitätsklinikum Düsseldorf y directora del Instituto de Neurociencia y Medicina (INM-1) en el Centro de Investigación Jülich.
“Comprender el cerebro en toda su complejidad requiere conocimientos de múltiples escalas E, desde la genómica, las células y las sinapsis hasta el nivel de todo el órgano”, dice Amunts. “Esto significa trabajar con grandes cantidades de datos, la supercomputación se está convirtiendo en una herramienta indispensable para abordar el cerebro”.
Thomas Lippert es director del Centro de Supercomputación de Jülich y líder de supercomputación en el HBI.
“Es un momento emocionante en la supercomputación”, dice Lippert. “Recibimos muchas solicitudes nuevas de investigadores de la comunidad de neurociencias que necesitan computación poderosa para abordar la complejidad del cerebro. En respuesta, estamos desarrollando nuevas herramientas adaptadas a la investigación del cerebro”.
Hay alrededor de 86 mil millones de neuronas que forman billones de puntos de contacto en el cerebro humano. Al obtener imágenes de un cerebro completo a resoluciones celulares, se pueden producir datos en el rango de varios petabytes. Una microscopía electrónica de todo el cerebro daría como resultado más de un Exabyte de datos.
“La investigación del cerebro, la medicina y las tecnologías de la información se enfrentan a retos que solo se pueden abordar uniendo las fuerzas de los tres dominios”, añade Amunts.
Desafío de datos de la neurociencia
La infraestructura de investigación de Human Brain Project, EBRAINS, se centra en abordar el desafío de los macrodatos de la neurociencia. A través de esta infraestructura, hay una amplia gama de herramientas, datos y servicios informáticos disponibles para los investigadores del cerebro. Pueden acceder a los sistemas de supercomputación a través de la infraestructura federada Fenix, que ha sido puesta en marcha por los Centros de Supercomputación líderes en Europa.
Se espera que Europa despliegue sus dos primeras supercomputadoras a exaescala en los próximos cinco años. Las supercomputadoras serán adquiridas por la Empresa Conjunta Europea de Computación de Alto Rendimiento (EuroHPC JU), que es una iniciativa conjunta entre la UE, los países europeos y socios privados.
“La comunidad de investigación del cerebro está preparada para utilizar estos sistemas de exaescala”, concluye Amunts.