Célegyenesben a komputeres agymodell

2005.07.20. 11:45
A számítógépes agymodellezés jelentős állomásaként a közelmúltban megkezdődött a neokortex működő makettjének elkészítése. Hogy komoly próbálkozásról van szó, azt jelzi egyrészt a (mű)hely, a svájci Ecole Polytechnique Fédérale de Lausanne (az egyik legrangosabb svájci egyetem) másrészt pedig a "technikai főszereplő", az IBM eServer Blue Gene szuperszámítógép.

Az IBM évek óta élen áll a szuperszámítógép-gyártók versenyében, a Blue Gene pedig maga a bajnok, vagyis az eddigi legokosabb számítógép.

Az agy működési mechanizmusairól meglehetősen keveset tudunk - különösen ahhoz képest, hogy az orvostudományi kutatások egyik kiemelt célterületéről van szó -, de az utóbbi években a számítástechnika fejlődése újabb lökést adott a kutatásoknak. Immár léteznek olyan nagy teljesítményű számítógépek, amelyek tényleg képesek hasonló kunsztokra, mint az agy. A modellezés fő célja nem az intelligencia "másolása", hanem olyan komoly betegségek kialakulásának megértése (és lehetőség szerint megelőzésük), mint az autizmus, a skizofrénia vagy a depresszió, illetve a kapcsolat megtalálása az agyműködés genetikai, molekuláris és kognitív szintjei között, szintén elsősorban a diszfunkciók kiküszöbölésének reményében.

A program az agy számítógépes megjelenítésére és a legtöbb agyfunkció működés közbeni modellezésére irányul. Az első fázis az emberi agykéreg legkülső része, a gondolkodásért, a tanulásért, a problémamegoldásért, a nyelvi funkciókért felelős, az agytömeg 85 százalékát kitevő neokortex szimulációja (vagyis szoftveres leképezése), amit két év alatt végeznek el a Blue Gene segítségével. Ehhez az ideghálózat matematikai leírásán keresztül vezet az út, s a hatalmas adatbázis alapján készítik el az agy "működő", az elektrokémiai kölcsönhatásokat is szimuláló háromdimenziós modelljét. A teljes makett létrehozásához a jelenlegi tervek szerint még vagy tíz év kell - hogy pontosan meny-nyi, az az informatika fejlődési ütemétől is függ.

1910 és 1950 között még három, 1950 és 1966 között már csak két, mostanában pedig már csupán egy év kell a komputerek számítási kapacitásának megkettőződéséhez. A jelenlegi prognózisok szerint 2020-ra az ezerdolláros PC-k kapacitása utoléri az emberi agy ilyen irányú képességeit. Itt azonban aligha állna meg a fejlődés: 2030-ban egy otthoni számítógép egy kisvárosnyi ember agykapacitásával ér majd fel (legalábbis a műveletvégző képesség terén), 2050-re pedig a Föld összes lakójának tudása elférhet majd egyetlen PC "agyában". Gyakorlatilag tehát még 15 évet kell várni arra, hogy az agy teljes mértékben modellezhető (és bizonyos értelemben pótolható) legyen egy számítógéppel.

Számítógépfürtök

A szuperszámítógépek toplistáját vezető IBM Blue Gene valójában nem egyetlen számítógép, hanem egy komputerfürt. Az "igazi" Blue Gene az amerikai energiaügyi minisztérium Lawrence Livermore Nemzeti Laboratóriumában működik, és idén márciusban bővítették a kétszeresére, azóta 135,5 teraflop a teljesítménye (1 teraflop azt jelenti, hogy a processzor 1 billió műveletet képes elvégezni 1 másodperc alatt). A rendszer prototípusát tavaly novemberben állította üzembe az IBM. Először egy 33 000 processzort tartalmazó fürtöt építettek ki, amely 70,72 teraflop teljesítménnyel rendelkezett. Jelenleg ennek a szintnek nagyjából a duplájánál tartanak, a nyár végére pedig a 270 teraflop a cél. A svájci egyetemen a nagy Blue Gene egyik "kistestvére" teljesít szolgálatot, egy teraflopnyi teljesítménnyel, de kifejezetten az agyszimulációra hangszerelt belső felépítéssel.

Hargitai Miklós Zoltán

KAPCSOLÓDÓ CIKK