真實版“最強大腦”研究，浪潮存儲承載起腦科研PB級新數據

背景：大腦的魅力吸引著全球科學家向這塊人類最后的未知領域發(fā)起沖鋒。作為新數據時代新存儲變革者的浪潮，浪潮存儲助陣中國腦科學研究，服務清華大學、華中科技大學蘇州腦空間信息研究院等科研機構，在腦科學研究領域積累了PB級大工程實踐經驗。

正文：

江蘇衛(wèi)視王牌節(jié)目《最強大腦》紅遍了大江南北。站上《最強大腦》舞臺的中國選手們，向全世界展現(xiàn)了中國年輕人的精神與智力風貌，成為人們驚嘆和仰慕的對象。選手們聰明、健康、有夢想、有激情的形象為家庭和社會教育做出了積極榜樣，持續(xù)向人們傳達著正能量。

大腦的魅力不僅吸引著千家萬戶的普通人，更吸引著全球科學家，向這塊人類最后的未知領域發(fā)起沖鋒。大腦認知已成為全世界公認的最尖端研究領域。而腦科學研究更有著無可限量的應用天地，與人類健康密切相關。

腦科學成為全世界公認的最尖端研究領域

腦科學成全球科研必爭之地 應用前景無可限量

正是由于影響重大、應用廣泛，大腦已成為全球科研界的必爭之地，美國、歐盟均先后開啟龐大的科研計劃。中國腦計劃也在2016年啟動，是中國頂級的科研計劃之一。

大腦研究的關鍵技術手段之一是腦成像技術。腦成像技術的快速發(fā)展，使腦科學研究，尤其是神經網絡水平的解析面臨著重大突破機遇。目前，這一領域的研究日新月異，新成果不斷涌現(xiàn)。

來自倫敦大學學院的認知神經系科學家，利用靜息態(tài)fMRI(功能性磁共振成像)數據探析了自閉癥的大腦動力學特征。該研究發(fā)現(xiàn)與正常人相比，自閉癥患者大腦中的功能協(xié)調，以及過于穩(wěn)定的神經動力學系統(tǒng)，造成了自閉癥患者的癥狀以及對其認知能力的影響。

美國麻省理工學院學生最近更是發(fā)表了一款名為AlterEgo的“讀心機”，可透過捕捉大腦傳來的神經信號分析解讀出用戶的“心思”，再轉換成語音說話，平均辨識成功率達到 92%。未來，這項建立在腦科學技術上的成果或許能夠讓有需要的殘障人士完全自如地同外界溝通。

目前，腦科學研究的一個中心目標是建立大腦神經元的動態(tài)連接圖，揭示神經環(huán)路圖譜。因此，高分辨率動態(tài)腦成像技術成為大腦研究的核心技術，在很大程度上決定著腦科學研究的進展。

助陣中國腦計劃 浪潮軟件定義存儲顯身手

大腦皮層有數百億個神經元，每個神經元又包含千余個信息收發(fā)分支，其數量之繁密勝過整個銀河系的星辰。由于現(xiàn)有顯微技術受數據通量制約，無法獲得觀測對象的活體全腦高分辨率動態(tài)成像數據，因此精確刻畫神經環(huán)路圖譜成為腦研究技術領域全球公認的難題。

浪潮存儲服務清華大學腦成像研究

可喜的是，中國腦計劃在這方面獲得突破。2018年，由清華大學戴瓊海院士領銜的科研團隊研制出新型超寬視場高分辨率實時顯微成像儀器(Real-time Ultra-large-Scale imaging at High-resolution，以下簡稱RUSH)實現(xiàn)了重大突破，該儀器可實現(xiàn)1厘米×1.2厘米寬視場、800納米高分辨率、30幀/秒高幀率、1.69億像素/幀的高時空分辨率多維連續(xù)成像能力，將活體動物腦神經觀測數據通量由1000萬像素/秒提升至50億像素/秒，實現(xiàn)了兼顧“全局形態(tài)”和“細節(jié)特征”的多尺度觀測。RUSH的視場是同等分辨率下商用顯微鏡視場的120倍、全球第二大寬視場顯微鏡頭Mesolens的3.3倍，其數據通量是全球第二大高通量顯微儀器2p-RAM顯微鏡的500多倍，對推進生命和醫(yī)學科學發(fā)展，提升中國腦計劃的研究和應用水平具有重大戰(zhàn)略意義。

清華大學研制的超寬視場高分辨率實時顯微成像儀器

存儲系統(tǒng)的性能、容量與可靠性是類似RUSH這樣的高分辨率實時顯微成像儀器的關鍵能力之一。為RUSH提供存儲服務的正是浪潮分布式存儲AS13000。AS13000為該RUSH提供40個節(jié)點的存儲系統(tǒng)，應用于控制28臺高靈敏度相機進行高通量數據的并發(fā)采集和存儲，滿足了用戶每臺相機每秒30張，每張1200萬像素、16bit的連續(xù)拍攝需求，存儲穩(wěn)定帶寬高達20.16GB/s，最長拍攝時間48小時，存儲空間約為5PB。

浪潮分布式存儲AS13000

為蘇州腦空間信息研究院 提供25PB 存儲空間

其實，清華RUSH項目并不是浪潮存儲第一次為腦科學研究提供支持。

由駱清銘教授領導的華中科技大學蘇州腦空間信息研究院，在全球腦科學成像研究領域居于領先地位，其科研成果“鼠腦最精細腦圖譜基礎數據庫”在2016年即被歐盟人腦計劃正式采用。

浪潮存儲為華中科技大學蘇州腦空間信息研究院提供25PB存儲空間

華中科技大學蘇州腦空間信息研究院研究團隊一直致力于開發(fā)各種高分辨、大探測范圍和高通量的三維光學顯微成像技術，實現(xiàn)在哺乳動物全腦范圍、以真實尺度構建出包括神經元和血管等腦內的多種復雜結構的完整精細形態(tài)和連接關系。

蘇州腦空間信息研究院在研究過程中會產生海量數據，一個小鼠腦的數據量已經達到了8TB，而人腦的體積大約是小鼠腦的1500倍，如果以研究院設備的之前速度，需要一臺成像系統(tǒng)至少花費20年時間才能完成數據采集。因此，研究院為了提高速度，采用了多套成像系統(tǒng)并行工作，但由此產生的海量數據無疑對存儲容量、帶寬和速度都提出了新的要求。

浪潮針對全腦網絡可視化研究場景，為華中科技大學蘇州腦空間信息研究院的應用系統(tǒng)制定了專業(yè)化的存儲解決方案。方案采用近20臺浪潮智能存儲AS5500G2，構建高效、安全的統(tǒng)一存儲資源池，提供25PB裸容量，保證 6GB/s 左右的 IO 帶寬，充分滿足了研究院對腦空間信息大數據的應用需求。

滿足腦科學研究的海量數據存儲需求

服務頂級科研，運籌新數據

據聞，“中國腦計劃”，主要有兩個研究方向：以探索大腦秘密、攻克大腦疾病為導向的腦科學研究，以及以建立和發(fā)展人工智能技術為導向的類腦研究。無論是腦科學還是類腦研究，對提升未來中國科技整體“智慧水平”、提高經濟發(fā)展質量、促進人類的生產生活方式的轉變均意義重大。以“云存智用 運籌新數據”為理念的浪潮存儲能在其中貢獻自己的力量，亦是使命使然。

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