Geleceğin Zihin Modeli: Fare Korteksinin Dijital Kopyası ve Fugaku’nun Gücü
bilim insanları, bugüne kadar geliştirilen en ayrıntılı beyin haritasını sunuyor. Bu dijital temsil, bir fare beynindeki yaklaşık 10 milyon nöron ve 26 milyar sinapsı, 86 farklı beyin bölgesinin birbirine bağlı yapısını kapsıyor.
Canlı simulasyonlar yerine, bu kopya nörolojik işlevlerin nasıl çalıştığını anlamaya odaklanıyor. Seattle’daki Allen Enstitüsü’nden Dr. Anton Arkhipov, haritayı “teknik bir dönüm noktası” olarak nitelendiriyor. Arkhipov, “Bu tür hesaplama gücüyle, tam ve biyofiziksel açıdan doğru bir beyin modeli kurma hedefi artık bilim kurgu değil. Beyni anlamak, kelimenin tam anlamıyla bir beyin inşa edebilmek anlamına geliyor” diyor.
Bu yeni görüntü, fare korteksinin sanal bir kopyasını gösteriyor. Canlı renkler, görsel işleme, hareket ve karar verme gibi farklı görevlerden sorumlu olan alanları simgeliyor. Her bölge, iletişimi sağlamak için elektriksel ve kimyasal sinyaller yayan yoğun bir nöron ağına dayanıyor. Süper bilgisayar Fugaku ile haritalar oluşturuldu ve tüm bölgelerden yayılan ince dallar, sinyallerin iletimini sağlayan aktif nöronları ifade ediyor. Bir nöronun merkezindeki gövde, akson adı verilen uzantı boyunca ilerleyerek başka bir nöronla bağlantıya geçer; elektriksel sinyal, kimyasal sinyali tetikler ve nörotransmitterlar yoluyla sinyal zincirini sürdürür.
Allen Enstitüsü’nün elektrofizyoloji yardımcı direktörü Dr. Tim Jarsky, “Beynin davranışlarını sezgilerle çözmek çok zor olduğundan modelleme bu süreçte hayati öneme sahip” diyor. Jarsky, “Bu veri setindeki nöron türlerinin alt kümeleri bile birçok farklı sinyalleşme tipiyle sınırları zorlayan etkileşimler üretir; bu unsurları tek bir modelde bir araya getirmeniz gerekir” diye ekliyor.
Bu devasa harita, Japonya’nın ultra hızlı süper bilgisayarı Fugaku tarafından oluşturuldu. Fugaku’nun saniyede 400 katrilyondan fazla hesaplama kapasitesi, verileri göz kırpmadan işliyor. Örneklerle ifade etmek gerekirse, bu hesaplama gücüyle istenen bir değere ulaşmak yaklaşık 12,7 milyar yıl sürebilir. Tokyo’daki Japan Advanced Institute of Information and Communication Technology’den Dr. Tadashi Yamazaki, Fugaku’nun astronomi, meteoroloji ve ilaç keşfi gibi alanlarda da kullanıldığını söylüyor. Yamazaki, “Nöral devre simülasyonu için Fugaku’yu bu kez kullandık” diye ekliyor.
Nihai hedef: İnsan beyni Uzmanlara göre, uzun vadede amaç sadece korteksin modelselleştirilmesi değil, fare beyninin tamamını taklit etmek ve sonunda insan beyni modellerine ulaşmaktır. Yapısal benzerlikler nedeniyle bu model, insan beyin gelişimini anlamaya yönelik güvenilir bir başlangıç noktası olarak görülüyor. Fugaku, Haziran 2020’de dünyanın en hızlı süper bilgisayarı ilan edildi; ancak beş yıl sonra TOP500 listesinde yedinci sıraya düşmüştür. Zirvede ise El Capitan adıyla anılan ABD’nin üçüncü “exo-scale” sistemi bulunuyor. Exo-scale terimi, saniyede en az kentilyon işlem yapabilen sistemleri ifade eder. Bu sanal beyin simülasyonunu ayrıntılarıyla ele alan bir makale, SC25 süper bilgi işlem konferansında tanıtılacak.
