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科学者チームは、X線放射と電子顕微鏡を使用した研究の結果として得られたデータを処理するためにスーパーコンピューターを必要としていました。 研究対象はトガリネズミの脳です。 科学者は約数エクサバイトのデータを生成する予定です。
トガリネズミの後、マウスの脳は10倍の大きさ（7500万ニューロン）になります。 最終的に、科学者は、100兆のリンクで接続された1,000億のニューロンを含む人間の脳を探索したいと考えています。
接続を確立するプロセスは、サブミクロンレベルでの脳の分析から始まります。このため、高輝度シンクロトロン放射アドバンスドフォトンソース（APS）のソースでX線マイクロトモグラフィーを使用して研究されます。 その結果、科学者は、血管や細胞体が見える材料の最も細かい「層」の写真を取得します。 アルゴンヌ研究所で脳全体をスキャンするには、約1時間かかります。
その後、より小さな詳細を「作成」するために、電子顕微鏡が使用されます-短波長の光線のために、スケールをナノメートルに増やすことができます。 したがって、脳の個々のニューロン間のシナプス接続をキャプチャすることが可能です。 さらに、科学者は、収集したデータをニューラルマップに変換する特別なコンピューティングツールセットを使用します。 たとえば、機械学習は予測モデルの形成と「関心のあるポイント」の特定に役立ちます。
これに使用されるCray XC40スーパーコンピューターの理論上のピークパフォーマンスは9000テラフロップスです。これは、周波数1.3 GHzの20万のIntel Xeon Phi 7230 64Cコアによって提供されます。 現時点では、これは世界で16番目に強力なコンピューターです。
「アルゴンヌスーパーコンピューターの機能のおかげで、以前は見ることができなかった脳の機能の詳細を明らかにする真に革命的な画像を得ることができます」 とプロジェクト参加者のKamel Fezzaa は言います。
科学者は、データ収集、分析とグラフ作成、機械学習などの迅速な分析方法を開発し、効果的に適用することで、研究にスーパーコンピューターを使用するイニシアチブを推進する予定です。 Crayスーパーコンピューターは、2013年に設立された10年間の人間の脳研究プロジェクトであるHuman Brain Project（HBP）イニシアチブですでに使用されています。
人間の脳の研究は、小さな変化でさえ、神経疾患-アルツハイマー病や自閉症の発症と発症を引き起こす可能性があることを理解することができます。 将来、これはこれらの病気を効果的に治療する方法を決定するのに役立ちます。
アルゴンヌ国立研究所について
アルゴンヌ国立研究所-米国エネルギー省国立研究センター。 1946年に設立されました。 物理学、生物学、環境研究の分野で基礎研究に従事。
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