Met een supercomputer van een miljoen processoren claimen onderzoekers van de University of Manchester dat ze de hersenen van een muis kunnen nabootsen. Afgelopen week ging de computer voor het eerst aan.

De computer kan de werking van een miljard neuronen nabootsen met behulp van de miljoen chips. Elk van die chips bevat 100 miljoen transistoren. De computer zou zich daarmee kunnen meten met de hersenen van een muis die uit zo’n 100 miljoen neuronen bestaan, zo valt te lezen op de website van de University of Manchester.

De supercomputer levert de opmaat naar het uiteindelijke doel: het nabootsen van het menselijk brein. Dat bevat echter duizend keer zo veel neuronen als de hersenen van de muis. De teller van de Manchester-supercomputer staat nu dus op 1%.


Hersencellen werken anders

Neuronen gaan anders met data om dan de huidige (super)computers.  Die laatste zijn heel goed in het versturen van grote hoeveelheden data van de ene plek in het systeem naar de andere. Neuronen sturen daarentegen een kleine hoeveelheid data, signaaltjes of spikes, naar heel veel andere plekken in de hersenen, Elk neuron beschikt daarvoor over duizenden, soms zelfs een kwart miljoen verbindingen.


Micro-internet

De 'hersen'-chip.

Die structuur is nu zo goed mogelijk nagebouwd in de hersen-supercomputer. Dat gebeurde in het kader van het SpiNNaker-project, de naam komt van Spiking Neural Network Architecture. Om het neuron na te bouwen is een speciale SpiNNaker chip ontwikkeld. Die werkt als een soort micro-internet en heeft als centraal element een router die kleine datapakketjes in de chip kan rondsturen. De miljoen chips in de supercomputer bij elkaar vormen door parallel te rekenen een netwerk dat per seconde vijf miljard datapakketjes van 72 bits kan verwerken.


Statistische benadering

Volgens hoogleraar Stephen Fuller, bedenker van het computerontwerp, hebben de onderzoekers 'zo een computer gecreëerd die veel meer op hersenen lijkt dan de traditionele computer’, zo zegt hij op de website van de University of Manchester.

Anders dan bij de hersenen is het echter niet mogelijk om van elke ‘neuron’ computerchip te weten welke verbindingen die heeft met andere chips. De computer werkt met statistische benaderingen om dat euvel te omzeilen.


Nabootsen

Het is de bedoeling om met de supercomputer bepaalde processen in de hersenen na te bootsen, zodat er wellicht iets van valt te leren, bijvoorbeeld over het deel van de hersenen dat zorgt dat we zien.

De computer heeft zo’n £ 15 miljoen (€ 17 miljoen) gekost en de bouw ervan duurde tien jaar. Het project wordt onder meer gefinancierd vanuit het Europese Human Brain Project.

De Manchester-groep is nu van plan een versie 2.0 te maken, die 10 keer minder volume nodig heeft en minder energie gebruikt.

Zie hieronder de uitleg van Fuller in een video van de University of Manchester.
 


 

Openingsfoto: de supercomputer met een miljoen 'brein'-processoren. Foto University of Manchester.