Na última edição da Science, Katrin Amunts e Thomas Lippert explicam como os avanços na neurociência exigem tecnologia de computador de alto desempenho e, em última instância, poder de computação exascale.
"Compreender o cérebro em toda a sua complexidade requer conhecimento de vários níveis – da genômica às células e sinapses ao nível de todo o órgão. Isso significa trabalhar com grandes quantidades de dados, e a supercomputação está se tornando uma ferramenta indispensável para lidar com o cérebro ", diz Katrin Amunts, Diretora Científica do Projeto Cérebro Humano (HBP), Diretora do Instituto C. and O. Vogt de Pesquisa do Cérebro , Hospital Universitário de Düsseldorf e Diretor do Instituto de Neurociências e Medicina (INM-1) do Centro de Pesquisa Jülich.
É um momento emocionante em supercomputação. Estamos recebendo muitas novas perguntas de pesquisadores da neurociência que precisam de computadores poderosos para lidar com as complexidades do cérebro. Em resposta, estamos desenvolvendo novas ferramentas personalizadas para estudar o cérebro. "
Thomas Lippert, Diretor do Jülich Supercomputing Center e Chefe do Supercomputing in the Human Brain Project
O cérebro humano contém aproximadamente 86 bilhões de neurônios que constituem trilhões de pontos de contato. A imagem do cérebro inteiro com resolução celular produz dados da ordem de vários petabytes; A microscopia eletrônica de um cérebro inteiro acrescentaria mais do que um exabyte de dados. "A pesquisa do cérebro, a medicina e as tecnologias da informação estão enfrentando desafios que só podem ser dominados pela combinação das forças de todos os três domínios", diz Amunts.
Na Europa, o desafio do big data nas neurociências é abordado pela infraestrutura de pesquisa EBRAINS do Projeto Cérebro Humano. Ele fornece aos pesquisadores do cérebro uma variedade de ferramentas, dados e serviços de computação. Isso inclui o acesso a sistemas de supercomputação via Fenix-Federated Infrastructure, que foi estabelecido pelos principais centros de supercomputação da Europa como parte do Projeto Cérebro Humano e atenderá comunidades além da pesquisa do cérebro.
A Europa planeja implantar seus dois primeiros supercomputadores exascale nos próximos cinco anos. São adquiridos pela European High Performance Computing Joint Undertaking (EuroHPC JU), uma iniciativa conjunta da UE, de países europeus e de parceiros privados. "A comunidade de pesquisa do cérebro está pronta para usar esses sistemas exascale", diz Amunts.
Amunts, K & Lippert, T., (2021) Brain research desafia a supercomputação. Ciência. doi.org/10.1126/science.abl8519.