1
Computer Science &Communication
Martin Rehn, CBN, KTH
Hjärnan i datornMartin RehnCBN, CSC, KTH
f.d.SANS, NADA, KTH
2
Computer Science &Communication
Martin Rehn, CBN, KTH
Vår grupp: Computational Biology &Neurocomputing (CBN)
•Biomekaniska modeller
•Beräkningsneurobiologi
•Systembiologi
•15 personer
Nära samarbete med Karolinska
institutet
3
Computer Science &Communication
Martin Rehn, CBN, KTH
Biomekaniska modeller
Gång- ochsimrörelser
Neuronnätsmodeller
Mekaniska modeller
4
Computer Science &Communication
Martin Rehn, CBN, KTH
Systembiologi
Biokemiska nätverk
-cell i pancreas
5
Computer Science &Communication
Martin Rehn, CBN, KTH
Beräkningsneurobiologi
Modeller avenskildanervceller
Nätverks-modeller
6
Computer Science &Communication
Martin Rehn, CBN, KTH
Modellering av synbarken
Hur kan en simulering hjälpa oss att förstå hur hjärnanarbetar?
7
Computer Science &Communication
Martin Rehn, CBN, KTH
Primära synbarken i apa
”Receptiva fält” i synbarken
(Den signal som intresserar en viss cell mest)
Runda och långsmala former
Ett receptivt fält
Receptiva fält frånett antal celler
Data från D. Ringach
8
Computer Science &Communication
Martin Rehn, CBN, KTH
Representation av synintryck
Signalering begränsas av ämnesomsättningen
“Mjuk” gleshet = låg genomsnittlig aktivitet
Enkel ur beräkningssynpunkt
“Hård gleshet” = få aktiva nervceller
Fungerar bättre att lagra i minnet
Svårare att beräkna
9
Computer Science &Communication
Martin Rehn, CBN, KTH
Resultat från simulering
“Mjuk” gleshet: Bara kantiga former
“Hård” gleshet: Även runda former (stämmer bättre!)
Mjuk gleshet
Hård gleshet
Apa (experiment)
10
Computer Science &Communication
Martin Rehn, CBN, KTH
TMH
Modulär hjärnbarksmodell
Minikolumn
Hyperkolumn
Cell
11
Computer Science &Communication
Martin Rehn, CBN, KTH
TMH
IBM BlueGene/L
12
Computer Science &Communication
Martin Rehn, CBN, KTH
TMH
•Egen simuleringsprogramvara (”SPLIT”)
•Blue Gene/L (IBM Rochester)
•2048 processorer (1/32 av maskinen)
•Simuleringsstorlek
•9,5 miljoner nervceller (1/6 av full skala)
•5 miljarder synapser (1/100 av full skala)
•1:100 av realtid
•inofficiellt världsrekord
Simulering av hjärnbarken i råtta
13
Computer Science &Communication
Martin Rehn, CBN, KTH
TMH
FramtidsperspektivHjärnforskning Datavetenskap
•Datorn och hjärnan: simulering, dataanalys,medicinska tillämpningar
•Hjärnan och datorn: djurlik artificiell intelligens
14
Computer Science &Communication
Martin Rehn, CBN, KTH
TMH
Slut