Para ilmuwan berada di ambang mensimulasikan otak manusia menggunakan superkomputer paling kuat di dunia, bertujuan membuka rahasia fungsi otak. Dipimpin oleh peneliti di Jülich Research Centre Jerman, proyek ini memanfaatkan superkomputer JUPITER untuk memodelkan 20 miliar neuron. Terobosan ini dapat memungkinkan pengujian teori tentang memori dan efek obat yang tidak bisa dicapai model lebih kecil.
Kemajuan dalam daya komputasi memungkinkan peneliti mensimulasikan otak manusia pada skala yang belum pernah terjadi sebelumnya. Superkomputer saat ini, mendekati kinerja exascale dengan sejuta miliar operasi per detik, dapat menangani simulasi miliaran neuron, menurut daftar Top500, yang hanya mengidentifikasi empat mesin seperti itu di seluruh dunia. Markus Diesmann di Jülich Research Centre di Jerman menjelaskan pergeseran: «Kami belum pernah bisa menyatukan semuanya di satu tempat, menjadi model otak yang lebih besar di mana kami bisa memeriksa apakah ide-ide ini konsisten sama sekali. Ini sekarang berubah.» Timnya berencana menggunakan JUPITER, Joint Undertaking Pioneer for Innovative and Transformative Exascale Research, berbasis di Jerman. Bulan lalu, mereka mendemonstrasikan bahwa jaringan saraf spiking—model sederhana neuron dan sinapsis—bisa diskalakan untuk berjalan di ribuan unit pemrosesan grafis JUPITER, mencapai 20 miliar neuron dan 100 triliun koneksi. Ini sesuai dengan ukuran korteks serebral manusia, pusat fungsi otak yang lebih tinggi. Diesmann menekankan nilai skala: «Kami sekarang tahu bahwa jaringan besar bisa melakukan hal-hal yang secara kualitatif berbeda daripada yang kecil. Jelas jaringan besar berbeda.» Simulasi sebelumnya, seperti otak lalat buah, kekurangan fitur yang muncul hanya di sistem lebih besar, mirip dengan bagaimana model bahasa besar mengungguli yang kecil. Thomas Nowotny di University of Sussex di Inggris menekankan kebutuhan upaya skala penuh: «Downscaling bukan hanya menyederhanakannya sedikit, atau membuatnya sedikit lebih kasar, itu berarti menyerahkan properti tertentu sama sekali. Sangat penting bahwa akhirnya kami bisa melakukan [simulasi] skala penuh, karena jika tidak kami tidak akan pernah mendapatkan yang asli.» Model ini mengambil data nyata dari eksperimen otak manusia, termasuk jumlah sinapsis dan tingkat aktivitas, seperti dicatat oleh kolaborator Johanna Senk di University of Sussex. Diesmann menambahkan: «Kami sekarang punya data anatomi ini sebagai batasan, tapi juga daya komputer.» Simulasi seperti itu bisa menguji teori pembentukan memori dengan memasukkan gambar dan mengamati reaksi, atau mengevaluasi obat untuk kondisi seperti epilepsi, yang ditandai dengan ledakan aktivitas otak abnormal. Daya yang ditingkatkan memungkinkan jalankan lebih cepat untuk mempelajari proses lambat seperti belajar dan memasukkan perilaku neuron yang detail. Namun, tantangan tetap ada. Nowotny memperingatkan bahwa bahkan simulasi seukuran otak kekurangan input dunia nyata dan tidak bisa sepenuhnya mereplikasi perilaku hewan. «Kami tidak bisa benar-benar membangun otak. Bahkan jika kami bisa membuat simulasi seukuran otak, kami tidak bisa membuat simulasi otak.»
