Innovación

La supercomputación, una gran aliada y alumna del cerebro humano

Escrito por Esther Macías

La supercomputación será clave para el desarrollo de Human Brain Project, el proyecto emblémático de la UE para desentrañar los enigmas del cerebro.

A pesar de los esfuerzos realizados en las últimas décadas por los científicos, el cerebro humano sigue siendo un gran desconocido. ¿Cómo funciona?, ¿por qué lo hace así? y, sobre todo, ¿cómo es posible atajar las enfermedades relacionadas con este órgano, por otro lado, cada vez más frecuentes como el Alzheimer, el Parkinson o incluso la depresión?

La Unión Europea arranca este año un ambicioso proyecto dirigido precisamente a comprender el cerebro humano. El llamado Human Brain Project es, de hecho, uno de sus dos proyectos científicos más ambiciosos (junto con el de investigación del grafeno), dotado con la nada desdeñable suma de 1.190 millones de euros. El proyecto, aun estando promovido por la Comisión Europea, está liderado por la Escuela Politécnica Federal de Lausanne en Suiza (país que no pertenece a la Unión) y, además, cuenta también con la participación de socios norteamericanos y japoneses.

Aunar todos los conocimientos que hoy se tienen de este órgano y reconstruir un cerebro simulado, pieza por pieza, es su objetivo último. Esto será posible gracias al uso de la tecnología de supercomputación, un área en la que España tiene mucho que decir. Además, nuestro país cuenta con una amplia participación en el proyecto y lidera la División de Neurociencia Celular y Molecular del mismo.

Participación del BSC-CNS

La labor del Barcelona Supercomputing Center-Centro Nacional de Supercomputación será clave en el desarrollo del proyecto. “Sin la supercomputación y el uso de tecnologías de cálculo intensivo explica a TICbeat Jesús Labarta, director de Ciencias de la Computación del BCS-CNS e investigador principal en este proyecto- sería impensable el estudio de los cientos de miles de neuronas que se van a analizar. La supercomputación es esencial para realizar simulaciones y ver cómo se propagan los impulsos eléctricos por las neuronas, cómo se activan unas frente a otras… Además ayuda a los estudiosos del cerebro a optimizar los códigos para realizar estos estudios”.

No obstante, la supercomputación no solo aporta la capacidad de simulación y de cálculo intensivo. “El objetivo del proyecto también es desarrollar tecnologías informáticas avanzadas de última generación e investigar sobre modelos de programación que permitan que esas simulaciones se desarrollen de forma eficiente. Y es más, también se persigue poder replicar el comportamiento del cerebro humano para hacer mejores computadores”, añade Labarta.

En este sentido, explica, “la supercomputación tiene mucho que aprender de este órgano que es capaz de seguir funcionando aun cuando fallen algunas neuronas. Además, el cerebro, con la enorme capacidad que tiene, es capaz de funcionar con poca energía, y este es precisamente otro de los grandes retos de la supercomputación”.

Los retos de la informática del alto rendimiento en el futuro

El elevado consumo energético, conseguir llegar a un modelo exaescala y el dinamismo son, en palabras de Labarta, los grandes desafíos de la supercomputación en un futuro. La energía o, mejor dicho, el elevado consumo de ésta, sigue siendo el gran caballo de batalla de estas máquinas de cálculo intensivo. “Por ello, en el BSC estamos investigando y participando en el proyecto Mont-Blanc, que consiste en el diseño de supercomputadores basados en chips de baja potencia, como los de los dispositivos móviles o los chips embebidos en otro tipo de aparatos como los televisores, etc.”. De momento, el proyecto está en curso. “Tardaremos al menos un año en tener el prototipo”, indica el investigador.

En cuanto al reto del modelo exaescala, es decir, conseguir que las máquinas funcionen 1.000 veces más rápido (10^18 operaciones por segundo en coma flotante) que la supercomputadora más potente en la actualidad, se trata de un desafío que podrá solventarse “a largo plazo”, indica Labarta.

Finalmente, en cuando al aumento del dinamismo, es decir, “que los supercomputadores sean más flexibles, maleables y adaptables a las variaciones del entorno y, sobre todo, más tolerantes a fallos, en esto tendrá mucho que decir precisamente el Proyecto Cerebro Humano y lo que podamos aprender de él acerca de cómo supera sus propios fallos para sobrevivir”.

Y Estados Unidos, también

Claro que la investigación del cerebro y el uso de técnicas informáticas para su estudio no es exclusivo de la UE. Precisamente hace unos días se conocía que Estados Unidos está inmerso en otro proyecto para poder hacer un mapa del cerebro. La iniciativa, llevada a cabo a través de los Institutos Nacionales de Salud se llama Proyecto del Conectoma Humano y persigue detallar el sistema de conexiones neurológicas escaneando el cerebro de unas 1.200 personas. Aunque el proyecto tiene una duración de cinco años, los primeros datos seguramente se harán públicos en unas semanas.

 

 

Sobre el autor de este artículo

Esther Macías

Periodista especializada en tecnología, innovación, economía digital y emprendimiento. Tras un largo paso por iWorld y ComputerWorld, desde 2013 estoy inmersa en la prodigiosa aventura de TICbeat como jefa de redacción.