Verktyg från hjärnprojekt tillgängliga för fler

Den 30 mars är det stor så kallad plattformsrelease för The Human Brain Project (HBP). Detta innebär att de it-verktyg som utvecklats inom ramen för projektet görs tillgängliga för resten av forskarvärlden.

Jeanette Hellgren Kotaleski, professor verksam på avdelningen för beräkningsbiologi på KTH och involverad i HBP, berättar att forskarna inom projektet ägnat tiden sedan oktober 2013 åt att samla in data, utveckla samt och testa verktygen som ska användas till att simulera den mänskliga hjärnan. Nu är det alltså dags att ge forskare utanför HBP chansen att bidra till och använda sig av redskapen som tagits fram.

– Tillsammans kommer vi fortsätta jobba med att skapa en standard för att bygga och validera datormodeller av hjärnan. Arbetet går ut på skapandet av en infrastruktur för arbetet runt simuleringar av den mänskliga hjärnan. Den första fasen gick ut på att se till att it-verktygen fungerar tillfredsställande och att generalisera de strategier som utvecklats för att bygga prediktiva modeller. Från och med nu handlar det mer om att automatisera arbetet av att modellera hjärnans beståndsdelar och engagera fler externa grupper som hjälper till att bygga hjärnmodeller, säger Jeanette Hellgren Kotaleski.

Simuleringsbaserad vetenskap som HBP är har redan kommit starkt inom en rad andra områden, som exempelvis strömningsmekanik där man kan testa bilar och flygplan i datorn utan att behöva köra dem i verkliga vindtunnlar. Iden med simulering fungerar också utmärkt när det kommer till hjärnan som kan betraktas som ett ytterst avancerat nervcellsnätverk. Faktum är att hjärnan är ett av de mest komplexa objekt som människan känner till.

HBP är uppdelat i sex olika plattformar, eller inriktningar. KTH som universitet är involverad i två av dem. Dessa är "Brain Simulation" och "Neuromorphic Computing".

– Erwin Laure och hans kollegor på KTH:s Parallelldatorcentrum (PDC) arbetar med datorhårdvara som är inspirerad för hjärnan inom ramen för Neuromorphic Computing. När man har tillräcklig stora modeller av hjärnan kan dessa överföras till PDC-plattformen. Anledningen till detta är att vi behöver energieffektiva sätt att utföra avancerade och snabba beräkningar på så kallad exascale-nivå. Sådana här komplexa beräkningar är nämligen väldig resurskrävande ur ett energiperspektiv, och den mänskliga hjärnan mycket effektiv när det kommer till denna aspekt, säger Jeanette Hellgren Kotaleski.

Hon tillägger att HBP i framtiden förhoppningsvis kommer att kunna simulera hjärnan när det kommer till inlärning. Kan vi se och studera hur hjärnan fungerar när vi lär oss saker kan vi också bättre förstå inlärningsprocessen mer i detalj och forska om den.

– Inlärning tar som bekant lång tid för en människa. Att simulera inlärning i realtid går inte, då blir man aldrig klar. Neuromorphic-plattformar kan simulera snabbare än realtid, säger Jeanette Hellgren Kotaleski.

Hon berättar slutligen att HBP är viktig. Att inte förstå hur hjärnan fungerar är nämligen kostsamt. Exempelvis har forskare räknat ut att de sjukdomar som drabbar hjärnan internationell kostar samhället runt 800 miljarder Euro per år I Europa. Det motsvarar mer än en tredjedel av samhällets totala sjukvårdskostnad.

– HBP kostar motsvarande cirka 1 miljard euro över tio år, och det är en pytteliten del av den här summan. Gör vi bara det minsta av framsteg kan vi räkna hem investeringen i pengar, för att inte tala om uteblivet mänskligt lidande. Tänk om vi kan skjuta upp insjuknandet i Alzheimers sjukdom med ett år i snitt, säger Jeanette Hellgren Kotaleski.

Syftet med HBP är för att förstå den mänskliga hjärnan bättre, samt att använda denna kunskap för att kunna ta fram snabbare och effektivare datorer samt utveckla bättre mediciner mot hjärnsjukdomar. HBP har finansiering i ytterligare drygt sju år, men forskarna hoppas att forskningsarbetet kommer att fortskrida även efter detta.

Text: Peter Larsson

För mer information, kontakta Jeanette Hellgren Kotaleski på 08 - 790 69 03 / jeanette@csc.kth.se eller Erwin Laure på 08 - 790 65 14 / erwinl@pdc.kth.se.