Le GPU Tesla per scoprire i segreti della mente umana

NVIDIA ha annunciato oggi che le sue GPU saranno utilizzate dagli scienziati del Forschungszentrum Jülich in Germania, che ospita il Jülich Supercomputing Centre, uno dei più grandi e potenti in Europa, in grado di gestire ricerche neurologiche avanzate e finalizzate a svelare i segreti della mente umana. NVIDIA ha annunciato anche una nuova e pluriennale collaborazione con il centro per condurre la ricerca scientifica di ultima generazione basata su GPU nell'ambito della neuroscienza e in diversi altri settori, tra cui astronomia, astrofisica, scienze dei materiali, fisica delle particelle e protein folding. Le due organizzazioni hanno lanciato insieme “NVIDIA Application Lab,” una risorsa condivisa a disposizione della comunità scientifica europea negli uffici di Jülich. Il laboratorio consente agli scienziati europei di trarre beneficio dal GPU supercomputing, mettendo loro a disposizione applicazioni scientifiche ottimizzate e supporto tecnico. “Jülich è uno dei centri per il supercomputing più influenti in Europa, con alle spalle un numero importante di soluzioni ai problemi scientifici più difficili da risolvere,” ha affermato Steve Scott, chief technology officer del Tesla business di NVIDIA. “Il nuovo application lab, che si focalizza sui vantaggi offerti dalle GPU, consoliderà ulteriormente la posizione del centro, che si affermerà come una delle istituzioni più all'avanguardia, nonché protagonista della prossima ondata di scoperte scientifiche."

Brain research avanzata allo Jülich La neuroscienza è tra le focus aree più interessanti e importanti al Forschungszentrum Jülich. Il centro sta adottando un nuovo approccio alla ricerca neuroscientifica avanzata per cercare di scoprire le cause e le cure per l'autismo, la sclerosi multipla e altre malattie neurologiche debilitanti.

I ricercatori dell'INM-1 (Structural and Functional Organization of the Human Brain), anche al Forschungszentrum Jülich, stanno utilizzando le GPU NVIDIA® Tesla® per accelerare fino a 50 volte la ricostruzione delle sezioni istologiche del cervello, necessaria per un rendering ad alta definizione, strutturalmente accurato e un modello realistico della mente umana. Una volta che è stato pienamente sviluppato, il modello darà ai ricercatori un livello precedentemente irraggiungibile di visibilità nell'architettura della mente, della funzione e delle interconnessioni con livelli di dettaglio che non erano mai stati disponibili per i neuro scienziati.

Per creare questo modello, i ricercatori dell'istituto INM-1 stanno ricostruendo una vasta raccolta di dati, tra cui immagini delle sezioni istologiche (microscopic tissue structure), immagini di risonanza magnetica e immagini dell'avanzata tecnica 3D polarized light imaging (3D-PLI) sviluppata al INM-1.

3D-PLI offre, per ciascun voxel del cervello, informazioni sulla direzione e sull'inclinazione delle fibre cerebrali. Per tracciare le fibre sulle lunghe distanze, vengono utilizzati algoritmi di tractografia, che pure richiedono GPU ad alte performance.

“3D-PLI è il solo modo per ottenere immagini altamente dettagliate delle fibre nervose nel cervello dell'uomo adulto, la loro ricostruzione e il loro rendering in real time nel primo micro-atlante al mondo del cervello umano pongono un problema computazionale importante,” ha dichiarato Professor Katrin Amunts, direttore del INM-1. “Immaginate i miliardi di cellule nervose dentro il cervello umano, connesse tramite le fibre. Questo vi darà un senso della complessità e delle difficoltà nel modellare accuratamente la rete all'interno della mente umana."

Jülich conta di migliorare le conoscenze chiave frutto delle sue ricerca neuroscientifiche e servire da esempio per NVIDIA Application Lab, affinché possa permettere ricerche avanzate in altri progetti di ricerca basati su GPU in diversi campi scientifici.

Dedicato a centinaia di scienziati europei - il nuovo NVIDIA Application Lab A partire dalla fine di questo mese, NVIDIA Application Lab si porrà come focus quello di consentire a centinaia di scienziati in Europa, inclusi i membri della PRACE high performance computing organization, di trarre vantaggio dai sistemi basati su GPU del Jülich Supercomputing Centre offrendo applicazioni scientifiche ottimizzate e supporto tecnico.

“Il nuovo laboratorio semplificherà il procedimento per creare e ottimizzare le nuove o esistenti applicazioni scientifiche, beneficiando dell'accelerazione basata su GPU," ha affermato il Professor Thomas Lippert, direttore del Jülich Supercomputing Centre. “Quest'accordo permetterà a centinaia di ricercatori di accedere più facilmente alla dirompente potenza del GPU computing per innovare tutti i tipi di ricerca.”

I ricercatori all'interno e all'esterno del Jülich utilizzano i supercomputer basati su GPU, compreso il sistema Jülich Dedicated GPU Environment (JuDGE) a 206 nodi equipaggiato con GPU NVIDIA Tesla, che mette a disposizione circa 240 teraflop di peak performance.