Max Home IndustryПринято считать, что мы много знаем о биологических нейронных сетях. Настолько, что все, что стоит между нами и смоделированным мозгом, — это компьютерное оборудование. Представляем Neurokernel, проект с открытым исходным кодом для моделирования мозга плодовой мушки.
На самом деле мы не так много знаем о том, как работает мозг, как нам хотелось бы думать. В настоящее время существует большой европейский проект по разработке способа подключения человеческого мозга. Цель состоит в том, чтобы создать «коннектом», который, как ожидается, произведет революцию в нейробиологии так же, как первый геном произвел революцию в биологии в целом.
Большая проблема здесь в том, что, даже если неврологам была представлена электрическая схема мозга, непонятно, какие вопросы мы должны задать ей, чтобы узнать, как работают основные функции, не говоря уже о том, как возникают более интересные и загадочные вещи, такие как сознание. . Проблема подобна тому, как если бы вам дали принципиальную схему очень большого компьютера без каких-либо ярлыков или разделений на вентили, только транзисторы. Разобраться в том, что делают вещи, — очень сложная работа. Это может быть не только сложно, но и произвольно. Дело в том, что разделение на ворота — это способ, которым мы понимаем работу компьютера, но не обязательно для его функционирования. Компьютер продолжит работать, даже если вы решите разделить его на разные нестандартные функциональные модули. Обратное проектирование мозга намного сложнее, чем, скажем, обратное проектирование программы, но проблемы очень похожи.
Поэтому имеет смысл начать с чего-то более простого, чем человеческий мозг — например, с плодовой мушки.
У плодовой мушки «всего» 105 нейронов, что по-прежнему является довольно большим числом. Также полезен тот факт, что плодовая мушка была тщательно изучена на протяжении многих лет, и мы выделили 40 модульных подразделений в соответствии с тем, чем, по-видимому, занимается нейронная сеть — движением, сенсорным вводом и т. Д. Обратите внимание, что эти подразделения крупномасштабны и функциональны — это немного похоже на то, что компьютерная система состоит из клавиатуры и принтера.
Идея Neurokernel заключается в использовании множества графических процессоров для моделирования всего мозга плодовой мушки. Цитировать:
«Основная цель Neurokernel состоит в том, чтобы позволить моделям мозга мух увеличивать вычислительную сложность без необходимости их повторной реализации. С этой целью Neurokernel предоставит API-интерфейсы, которые предоставляют компоненты, необходимые для реализации и взаимосвязи моделей LPU, при этом абстрагируясь от базового GPU. зависимый код, реализующий их; это также позволит эмуляциям на основе Neurokernel извлечь выгоду из будущих улучшений в технологии GPU. Neurokernel также предоставит инфраструктуру управления ресурсами GPU, которая позволит эмуляции мозга использовать преимущества нескольких GPU в зависимости от их доступности ».
Вы можете узнать больше о подходе и целях из этого видео презентации на лекции Workshop 2014 в Neuroinformatics:
Программа написана на Python / CUDA и использует записные книжки iPython для демонстраций. Это проект с открытым исходным кодом, и если вы чувствуете вдохновение и у вас есть время, он может помочь с любой помощью, которую вы можете предложить.