理研ら、ヒトの脳全体のシミュレーションを可能にするアルゴリズムの開発に成功

公開 2018年03月27日 11時17分

更新 2018年03月27日 01時18分

[ITmedia]

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　理化学研究所の計算科学研究機構プログラミング環境研究チームとドイツユーリッヒ研究センター、スウェーデン王立工科大学の国際共同研究グループは3月26日、次世代スーパーコンピュータでヒトの脳全体シミュレーションを可能にするアルゴリズムの開発に成功したと発表した。

　脳を構成する神経細胞は、電気信号を発して情報をやりとりする。脳全体で約860億個ある神経細胞同士はシナプスでつながり合い、複雑なネットワーク（神経回路）を形成している。

　この神経細胞の電気信号のやりとりをヒトの脳全体の規模でシミュレーションすることは、現在の最高性能のスーパーコンピュータを用いても不可能。しかし今回、同研究グループは新たなアルゴリズムによってメモリの省力化を実現。既存のスーパーコンピュータ上でのシミュレーションを大幅に高速化できたことから、2020年以降に登場するポスト「京」（21～22年の運用開始を目標に、スーパーコンピュータ「京」の後継機として、理化学研究所が主体となって開発を進めている次世代スーパーコンピュータ）上で、脳全体のシミュレーションが可能だとして期待している。

　新アルゴリズムは、シミュレーション開始時にあらかじめ計算ノード間で電気信号を送る必要があるかないかの情報を交換しておくことで、計算ノードが必要とする電気信号のみを送受信できるようにするというもの。その結果、無駄な送受信がなくなり、電気信号を神経細胞に送るか送らないかを判定するメモリもいならくなった。

　同アルゴリズムは、脳の情報処理や脳疾患の機構の解明に貢献すると考えられ、神経回路シミュレーションを行えるオープンソースソフトウェア「NEST」の次期公開版に搭載される予定。

　この研究は、スイスのオンライン科学雑誌「Frontiers in Neuroinfomatics」（2月16日付）に掲載されている。

（太田智美）

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この記事の著者

太田智美

小学3年生より国立音楽大学附属小学校に編入し、小・中・高とピアノを専攻。大学では音楽学と音楽教育（教員免許取得）を専攻し卒業する。その後、慶應義塾大学大学院メディアデザイン研究科に入学。人と人とのコミュニケーションで発生するイベントに対して偶然性の音楽を生成するアルゴリズム「おところりん」を生み出し、「おところりん：ソーシャルネットワークにおける偶然性を用いた音楽生成（Otocororin: a chance music for social network systems） (http://koara.lib.keio.ac.jp/xoonips/modules/xoonips/download.php/KO40001001-00002010-0075.pdf?file_id=44931) 」を修士論文として提出。同研究は、情報処理学会第12回「Internet and Operation Technology（IOT）」研究会において学生奨励賞を受賞。同大学院を修了後、2011年にアイティメディア株式会社に入社。営業配属を経て、2012年より＠IT統括部に所属し、技術者コミュニティ支援やイベント運営、記事執筆などに携わる。2014年4月から2016年3月までねとらぼ編集部に所属。2016年4月よりITmedia ニュースに配属される。これまでの代表作は「世の中やっぱり金でした　71万円の大金を積んで誰よりも早く『iPhone 6 Plus』の使い勝手を検証してみた (http://nlab.itmedia.co.jp/nl/articles/1409/10/news139.html) 」「スケスケでまるみえじゃないですか！　人によっては透明に見えるドレスを作ってみた (http://nlab.itmedia.co.jp/nl/articles/1502/27/news152.html) 」「あの日、Twitterのくじらが出なかったもう1つの理由 (http://www.atmarkit.co.jp/ait/articles/1401/08/news082.html) 」「ゆとり世代が問う『好きなことをやって何が悪い！』（シリーズ） (http://www.itmedia.co.jp/keywords/yutori_generation.html) 」「はじめてのAI（連載） (http://www.itmedia.co.jp/news/series/5264/) 」など。 Twitter：＠tb_bot (https://twitter.com/tb_bot)