【演算】ヒトの脳全体シミュレーションを可能にするアルゴリズム | 理化学研究所03/26］
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■要旨
理化学研究所（理研）計算科学研究機構プログラミング環境研究チームの佐藤三久チームリーダー、
來山至テクニカルスタッフⅠ、情報基盤センター計算工学応用開発ユニットの五十嵐潤上級センター研究員らの国際共同研究グループは、
次世代スーパーコンピュータ（スパコン）でヒトの脳全体の神経回路のシミュレーション[1]を可能とするアルゴリズム[2]の開発に成功しました。
脳を構成する主役は神経細胞です。神経細胞は電気信号を発して情報をやりとりする特殊な細胞です。
その数はヒトの大脳で約160億個、小脳で約690億個、脳全体では約860億個にのぼります。
神経細胞同士はシナプス[3]でつながり合い、複雑なネットワーク（神経回路）を形成しています。
しかし、現在の最高性能のスパコンをもってしても、ヒトの脳全体の規模で、
神経細胞の電気信号のやりとりをシミュレーションすることは不可能です。
今回、国際共同研究グループは、
次世代スパコンで脳のネットワークのシミュレーションを達成するアルゴリズムを開発しました。
新たなアルゴリズムによってメモリの省力化を実現するだけでなく、
スーパーコンピュータ「京」[4]などの既存のスパコン上の脳シミュレーションも大幅に高速化できました。
本成果は、2020年以降に登場するポスト「京」[5]などの次世代スパコン上で、
ヒトの脳全体のシミュレーションを実現し、脳の情報処理や脳疾患の機構の解明に貢献すると期待できます。
また、新アルゴリズムはオープンソースとして一般公開されている神経回路シミュレータ「NEST[6]」の次期公開版に搭載される予定です。
本研究は、スイスのオンライン科学雑誌『Frontiers in Neuroinfomatics』（2月16日付、日本時間：2月17日）に掲載されました。
また、本研究はポスト「京」研究開発枠・萌芽的課題(4)
「大脳皮質神経回路のデータ駆動モデル構築（課題番号：hp160258）」と
京調整高度化枠「ブレインシミュレータNEST5gの性能評価（課題番号ra001012）」として「京」の計算資源を用いて実施されました。
（中略）
■今後の期待
開発した新アルゴリズムにより、最新のマイクロプロセッサの高い並列演算性能をより活用できます。
次世代スパコンではさらに並列演算性能の上昇が見込まれるため、本成果はますます重要になるといえます。
今後、次世代のハードウェアと適切なソフトウェアを組み合わせることで、
数分間の時間スケールで起こるシナプス可塑性[12]や学習のような脳機能に関する研究が可能になると考えられます。
新アルゴリズムは、オープンソースとして一般公開されているNESTの次期公開版に搭載される予定です。
これまで、「京」を用いたパーキンソン病の脳の病態シミュレーションには、NESTが使用されてきました。
本成果によりポスト「京」などの次世代スパコンによるヒトの脳全体の神経回路のシミュレーションが可能となり、
運動制御や思考の情報処理機構の解明に貢献すると期待できます。
本成果は、次世代のスパコンの実現に向けた国際協力の優れた成功例です。
その点からも、ポスト「京」が利用できるようになった瞬間から活用できるアプリケーションを事前に準備することは非常に重要です。
■原論文情報
Jakob Jordan, Tammo Ippen, Moritz Helias, Itaru Kitayama, Mitsuhisa Sato,
Jun Igarashi, Markus Diesmann and Susanne Kunkel,
"Extremely Scalable Spiking NeuronalNetwork Simulation Code: From Laptops to Exascale",
Frontiers in Neuroinfomatics, 10.3389/fninf.2018.00002
https://www.frontiersin.org/articles/10.3389/fninf.2018.00002/full
理化学研究所
http://www.riken.jp/pr/press/2018/20180326_1/ このスレを読んでしまった＜君＞のためにネタばらしすると、
＜君＞はコンピューター内でシミュレートされた存在だよ。 AIで日本が一発逆転できるチャンスやね。
はよ美少女ロボットを作ってくれや。 これAIとは全く関係ない分野の話だよね
数式でモデル化した脳細胞モデルを脳のように膨大な数を接続させただけの数式をスパコンで解くだけの代物だよね
複雑な非線形偏微分方程式をスパコンで強引に解くだけじゃね？ >>24
計測技術どころか脳で起きている現象自体まだ人類は理解が十分でない
それなのに全脳シミュレーションできるようになりましたという発表はあまりにも時期尚早
話は実脳と比較評価してからだ >>38
そうだと思うよ
効率的な分散並列計算を考えたんじゃないかな おっ俺の船…俺の船が！
あああああああああああああああっ！！ >>46
私の歌を聞きなさい。
あなたの悲しみは消え去るでしょう。 ねらーは知ったかと屑しかいないのがよ〜くわかるスレだな。 で、結局何をシミュレートして、何が分かったのだろう？ あくまで電気信号の話だけだから
脳関門を突破した薬剤がどう働くのか?とかは無理ぽ 理研の話は盛り過ぎ（前科あり）は、ともかくとして、
このプレスリリースでは、脳の何の機能をシミュレートしたのか、全く見えてこない。
結局、何を達成したのだろうか？
もう、脳科学は畳んでしまってよいのではなかろうか？ シミュレートしてない
次世代スパコンで大脳新皮質全体のシミュレートできるであろうということと現在のスパコンでも高速化できたというだけ
っじゃ次は実証だな。
これがぱっとしなけりゃオワコン。
>>62 こんなんで、理研の脳科学はプレスリリースするのか。
このていどなら、もう少し研究費を地方大学に回して欲しい。 >>64
かっぺはカネカネだな
少しは自助努力しろよ 神経細胞1つで、半導体素子何個分になるんですかね？
オンオフだけ制御してるようにも思えませんが。 殺人になるからずっとシュミレーションし続けないとならない 最近の理研と産総研はゴミみたいな成果しか出してないよな。 発想がおかしいし、科学は間違った方向に発達してしまった 人の脳全体をシミュレート可能になる
↓
人間社会をシミュレート可能になる
↓
社会科学が実験可能な学問になる
という夢 >>64 この１０年の理研の脳研究は、被引用数の高い論文が少な過ぎるのが問題。
これに文部科学省や厚生労働省の役人が漸く気づき始めた。
というか、予算を削る為の明確な理由がいるからね。 >>68 そう。結局は一年あたりの被引用数で評価されるのである。 シミュレーション自体はとうの昔にできている
問題は精度 これに例のスーパーコンピュータ増設完成してたらどうからめるの？
AI用だから利用できるの？
全く別物でやっぱり使い物にならないの？
詳しい人どうよ。 そんな自己満足ネタじゃなくって、早くスマホと人間の脳を繋げろって言ってんだよ。 理研といえば、既に2010シュタゲ年に成功したじゃないか。 自我が芽生えて、暗いよ～怖いよ～、と言って自殺する >>58
ん？シナプス間隙の電気信号の遷移のみシュミレートして、薬物動態含むレセプターの動態は計算外？
神経細胞全域をカバーできるなら通常の動作以外のシュミレーション結果と薬物動態の整合性取れそうとか素人的には思うんだけどまた別なん？ >大脳で約160億個、小脳で約690億個
体積から大脳の方が小脳よりずっと多いと思ってたのに。
意外と脳って進化が遅いんじゃないか！？ >>発想がおかしいし、科学は間違った方向に発達してしまった
このコメントが全てを表現している。
大規模なニューラルネットを人間の脳と表現するのにも違和感があるし、
ニューラルネットを大規模に再現したところで学習機能が働かなければそれぞれの
動作には意味がない。ディープラーニングとはそのための仕組みなのだから。
現代のニューラルネットの利用は普通のPCソフトのようなものと併用しているのが
当たり前の世界なのにな。デジカメの画像認識のように。
アニメや漫画に左右されすぎだ。アニメや妄想に付き合って科学を推進するなど、
それこそ科学から逸脱した異様な計画やプロジェクトだ。人工知能がどうとか夢見すぎだろ。
LHCの加速器やマイニングをとめれば莫大な電力消費だってなかったのに、今度はスパコンで
人工知能かよ。
科学の世界から詐欺師が現れるような時代は狂っているし、一体どういう事なんだよ。
無批判に資源リソースを食い物にし食いつぶす、正直こういう狂った連中こそ科学界から
消えてほしい。 こりゃだめだわ
日本人は科学に対して理解がなさすぎ
ここの書き込み見て絶望した >ヒトの脳全体
人によって脳の部位の働きは同じではない、まあ平均化したそれを人というなら別だけど
男と女ですら脳の使われ方がかなり違う。 ■ このスレッドは過去ログ倉庫に格納されています
