Полное сканирование 1 кубического миллиметра ткани мозга заняло 1,4 петабайта данных

10 мая 2024, 19:12 / Технологии → Новости / Технологии

Недавняя попытка полностью отобразить всего лишь кубический миллиметр человеческого мозга заняла 1,4 петабайта памяти только на изображениях образца. Совместные усилия исследователей из Гарварда и экспертов Google

Google: Google — поисковая система. Google — компания Google Inc. Google Foundation — благотворительный фонд. Google.by — домен и сайт, до 2009 года принадлежавший белорусской компании ActiveMedia. Википедия

по искусственному интеллекту позволили совершить самое глубокое погружение в изучение нейронного картирования благодаря недавнему полному отображению и картированию образца мозга. Это позволило сделать загадочные открытия. Мы подсчитали, сколько будет стоить масштабирование этого эксперимента на весь мозг, и масштабы невероятно велики — потребуется хранилище с объемом 1,6 зеттабайт стоимостью 50 миллиардов долларов. Для размещения потребуется 56 гектаров площади, что сделает его крупнейшим центром обработки данных на планете.

Исследование наполнено ошеломляющей статистикой. Чтобы получить изображение человеческого мозга, исследователям пришлось использовать технологию машинного обучения Google, что позволило сократить время завершения проекта на несколько лет. Сначала ученые разрезали образец на 5000 пластин, тоньше человеческого волоса. С каждого среза были сделаны электронные микроскопические изображения, которые были рекомбинированы, чтобы насчитать около 50 000 клеток и 150 миллионов синапсов — точек соединения, где нейроны встречаются и взаимодействуют. Чтобы рекомбинировать эти изображения и точно составить карту волокон и клеток, пришлось использовать технологию искусственного интеллекта Google, которая в цифровом виде определяла маршруты серого вещества.

Синтезированные изображения раскрыли множество захватывающих тайн мозга, которые ранее были совершенно неизвестны: некоторые кластеры клеток росли как зеркальные изображения друг друга. У одного нейрона было обнаружено более 5000 точек соединения с другими нейронами, а некоторые аксоны (концы нервов, передающие сигналы) по совершенно неизвестным причинам плотно свернулись в клубок. Эти и другие открытия, сделанные в ходе исследований, взбудоражили ученых сверх всякой меры. Джефф Лихтман, профессор Гарварда, рассказал The Guardian о проекте: «В этом наборе данных мы обнаружили много вещей, которых нет в учебниках. Мы не понимаем этих вещей, но я могу вам сказать, что они находятся между тем, что мы уже знаем и тем, что нам нужно знать».

Чтобы понять размер образца мозга и собранных из него данных, нам нужно разобраться с ошеломляюще колоссальными цифрами. Кубический миллиметр мозгового вещества составляет лишь одну миллионную часть размера мозга взрослого человека, однако сканированные изображения и полная карта его сложностей составляют 1,4 петабайта или 1,4 миллиона гигабайт. Если бы сегодня кто-то использовал подход Google/Гарварда для картирования всего человеческого мозга, сканы заняли бы 1,6 зеттабайт памяти.

Хранение 1,6 зеттабайт на самых дешевых потребительских жестких дисках (при цене 0,03 доллара за ГБ) обойдется в сумму около 48 миллиардов долларов. Цена в 48 миллиардов долларов не учитывает стоимость серверного оборудования для установки дисков, сети, охлаждения, электропитания и крыши, которую нужно возвести над этим перспективным центром обработки данных. Рассматриваемая крыша также должна будет быть массивной, если предположить, что полные серверные стойки вмещают 1,8 ПБ, то массив стоек, необходимых для хранения полных изображений человеческого мозга, покроет более 56 гектаров, если их сжать как можно плотнее. Одно только это пространство, без какой-либо инфраструктуры, сделало бы Google владельцем одного из 10 крупнейших центров обработки данных в мире, даже приблизившись (если не достигнув) к масштабам запланированного Microsoft и OpenAI

Thumbnail: OpenAI OpenAI — американская научно-исследовательская организация, занимающаяся разработками в области искусственного интеллекта. В состав OpenAI входят зарегистрированная в штате Делавэр некоммерческая организация OpenAI, Inc и её дочерняя коммерческая компания OpenAI Global, LLC. OpenAI ставит перед собой цель разработать «безопасный и полезный» сильный искусственный интеллект, который организация определяет как «высокоавтономные системы, превосходящие человека в выполнении наиболее экономически ценной работы». На пути к этой цели организация создала несколько больших языковых моделей, в том числе GPT-4 и ChatGPT, а также моделей для генерации изображений, как DALL-E; в прошлом она публиковала модели с открытым исходным кодом. Некоммерческая организация OpenAI была основана в декабре 2015 года; её сопредседателями стали Сэм Олтмен и Илон Маск. Википедия

центра обработки данных искусственного интеллекта стоимостью 100 миллиардов долларов.

Все это означает, что человеческий мозг

Thumbnail: Головной мозг человека Головно́й мозг челове́ка (лат. encephalon) — орган центральной нервной системы, состоящей из множества взаимосвязанных между собой нервных клеток и их отростков. Головной мозг человека занимает почти всю полость мозгового отдела черепа, кости которого защищают головной мозг от внешних механических повреждений. В процессе роста и развития головной мозг принимает форму черепа. Википедия

— невероятно плотное и очень сложное устройство, и его картографирование было бы невероятно дорогим (мы даже не начали догадываться, сколько времени это займет) и, вероятно, бесполезным. Тот факт, что картирование выполнено, не означает, что ученые будут знать, что делать с картами, поскольку даже один лишь миллионный участок мозга, который исследователи просканировали, будет ставить вопросы перед исследователями на многие годы вперед. К счастью, нам, очевидно, не нужно знать все о мозге, чтобы начать в него вмешиваться. Напомним, что Neuralink Илона Маска начал распространяться среди первых пользователей.