CWI simuleert hersenactiviteit op grafische kaarten

Neuraal netwerk

Neuroinformatici  van het Centrum Wiskunde & Informatica (CWI) in Amsterdam zijn er in geslaagd complexe hersenactiviteit te simuleren op eenvoudige grafische kaarten. Het gesimuleerde brein telt  50.000 neuronen die 35 miljoen signalen per seconde uitwisselen. Dit is vergelijkbaar met de hersencapaciteit van insecten als mieren en huisvliegen. Onderzoekers Leszek Slazynski en Sander Bohte publiceren hun resultaten deze maand in Network: Computation in Neural Systems. Het uiteindelijke doel, het simuleren van de 100 miljard neuronen van het menselijk brein, komt hierdoor sneller in zicht.

Volgens de onderzoekers kan het gebruik van grafische kaarten (GPU’s) simulaties van hersenen (gepulste neurale netwerken)  tot tien keer sneller maken.  Bohte: “De hersenen werken niet met een centrale rekeneenheid, zoals computers. De pulsen van alle neuronen samen vormen de berekening. GPU’s zijn ontworpen om parallel miljoenen kleine berekeningen per seconde te doen en lenen zich dus uitstekend voor het simuleren van hersenactiviteit. Daarnaast kunnen onze simulaties gewoon op een aangepaste desktop computer uitgevoerd worden, zodat onderzoekers geen toegang tot grote supercomputers hoeven te hebben.”

Eén van de grote vragen in de neuroinformatica is hoe alle hersencellen gezamenlijk intelligent gedrag genereren. Met dit doel ontwikkelen neuroinformatici steeds snellere en efficiëntere methoden voor het simuleren van biologische neurale netwerken, zodat uiteindelijk het netwerk van 100 miljard neuronen van de menselijke hersenen gesimuleerd kan worden. Naast inzicht in de werking van het brein zijn neurale netwerken toepasbaar voor taken waar reguliere computers grote moeite mee hebben, zoals beeldherkenning of sociaal gedrag.

Neuroinformatica is onderdeel van het Life Sciences-onderzoek aan het CWI. Dit onderzoek gebruikt fundamentele inzichten en technieken uit de wiskunde en informatica om de levenswetenschappen exacter en kwantitatiever te maken.

 

Meer informatie:
Een draft van de paper
Meer informatie over dit onderzoek