Av Anders Lotsson, idg.se
Vägen från gener till mänskligt beteende går genom hjärnan. Nu ska forskare i Stockholm ta reda på mer om vad som händer på vägen. Hjärnans mekanismer ska kartläggas med en dator som också är bra på att spela schack.
Processorer med en klockfrekvens på 700 megahertz låter inte mycket, men med sådana processorer ska en grupp forskare i Stockholm utforska hjärnans hemligheter.
Där startas tvärvetenskapliga Stockholm Brain Institute samtidigt som staden i höstas knep lokaliseringen av hjärnkontoret – huvudkontoret för OECDs International neuroinformatics coordinating facility. Så det är mycket på gång.
Ett av verktygen för kartläggningen av hjärnans inre liv är en superdator av märket Blue Gene – samma dator som IBM använder för att slå stormästare i schack. Datorn består, som alla superdatorer nuförtiden, av ett stort antal samverkande processorer.
Blue Gene är inget som levereras dagen efter beställning, snarare en byggsats: Faktum är att det går åt mer processorkraft till kommunikationen mellan processorerna – så att varje processor vet vad den ska göra och vad de andra har gjort – än åt själva beräkningsarbetet inuti varje processor.
Den låga klockfrekvensen i Power¬PC-processorerna är, enligt IBM, en avvägning mellan kravet på prestanda och önskemålet att hålla ner strömförbrukningen. Intelligensen i systemet ligger just i systemet, inte i de enskilda bitarna.
Konsten är att fördela arbetet på rätt sätt och att skicka delresultaten vidare.
Vad ska då det här användas till? Namnkunniga forskare som Martin Ingvar ska i princip simulera processer i den mänskliga hjärnan. Detta är inte bara av nyfikenhet, utan medicinskt motiverad forskning som kan spara stora pengar. Sjukdomstillstånd som beror på hjärnskador i någon form, eller andra fel i hjärnfunktionen, kommer att drabba en tredjedel av oss någon gång under vår livstid.
– 147 miljoner av de 466 miljoner invånarna i EU kommer att drabbas av hjärnproblem, säger professor Hans Forssberg.
– Kostnaden för detta beräknas till 386 miljarder euro. Blir vi gamla kan vi drabbas av Alzheimers, unga människor drabbas av autism och så kallade bokstavssyndrom och i åldrarna däremellan kan vi drabbas av depressioner eller psykoser.
Även om dessa problem inte uteslutande beror på fel eller skador i hjärnan så finns det ofta ändå en koppling. Depressioner syns till exempel om man gör en hjärnskanning.
Att kartlägga hjärnans proteiner är ett av målen för Stockholm Brain Institute.
I dag finns det kameror, så kallade hrrt-kameror (high resolution research tomograph) som kan identifiera proteinmolekyler i hjärnan på levande människor.
Vilka proteiner som finns var i hjärnan säger mycket om hjärnans tillstånd och eventuella degenerationstillstånd som Alzheimers.
Hjärnan är ett komplext organ som forskarna kanske aldrig kommer att kunna simulera i dess helhet. Redan att simulera funktionen i någon kubikmillimeter av grå celler är krävande.
Blue Genes lösning är massor med arbetsminne.
– Vi kommer att kunna ha hela databaser över proteiner i arbetsminnet, säger Martin Ingvar.
– Det gör att sökningarna går hundra gånger snabbare, jämfört med om databasen ligger på hårddisken.
Ett mål är att simulera processer i hjärnan i realtid.
Det som händer i en levande patients hjärna och som syns på en bildskärm ska samtidigt ske i en simulering.
kort om Stockholm Brain Institute
Stockholm Brain Institute är ett nystartat forskningsinstitut för kognitiv och datorstödd neuro¬¬vetenskap. Institutet är ett samarbete mellan Karolinska Institutet, KTH och Stockholms universitet.
Målet är att utforska hela kedjan från gener till beteende. Generna bygger upp hjärnan, underhåller och utvecklar den och kan också förstöra den. Mänskligt beteende styrs i sin tur från hjärnan.
Institutet arbetar med de kognitiva hjärnfunktionerna, alltså det medvetna tänkandet: planering, beslut, genomförande.
Institutet är en tvärvetenskaplig satsning som omfattar genetik, psykologi, psykiatri, molekylärbiologi, neurovetenskap samt specialkompetens inom moderna avbildningstekniker. Föreståndare är professor Hans Forssberg från Karolinska. Institutet finansieras till stor del av Institutet för strategisk forskning.
http://computersweden.idg.se/2.2683/1.98550/hjarnan-simuleras-i-ny-superdator
Kommentera: