真實(shí)版“最強(qiáng)大腦”研究，浪潮存儲(chǔ)承載起腦科研PB級(jí)新數(shù)據(jù)

背景：大腦的魅力吸引著全球科學(xué)家向這塊人類最后的未知領(lǐng)域發(fā)起沖鋒。作為新數(shù)據(jù)時(shí)代新存儲(chǔ)變革者的浪潮，浪潮存儲(chǔ)助陣中國(guó)腦科學(xué)研究，服務(wù)清華大學(xué)、華中科技大學(xué)蘇州腦空間信息研究院等科研機(jī)構(gòu)，在腦科學(xué)研究領(lǐng)域積累了PB級(jí)大工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。

正文：

江蘇衛(wèi)視王牌節(jié)目《最強(qiáng)大腦》紅遍了大江南北。站上《最強(qiáng)大腦》舞臺(tái)的中國(guó)選手們，向全世界展現(xiàn)了中國(guó)年輕人的精神與智力風(fēng)貌，成為人們驚嘆和仰慕的對(duì)象。選手們聰明、健康、有夢(mèng)想、有激情的形象為家庭和社會(huì)教育做出了積極榜樣，持續(xù)向人們傳達(dá)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(xué)家，向這塊人類最后的未知領(lǐng)域發(fā)起沖鋒。大腦認(rèn)知已成為全世界公認(rèn)的最尖端研究領(lǐng)域。而腦科學(xué)研究更有著無可限量的應(yīng)用天地，與人類健康密切相關(guān)。

腦科學(xué)成為全世界公認(rèn)的最尖端研究領(lǐng)域

腦科學(xué)成全球科研必爭(zhēng)之地 應(yīng)用前景無可限量

正是由于影響重大、應(yīng)用廣泛，大腦已成為全球科研界的必爭(zhēng)之地，美國(guó)、歐盟均先后開啟龐大的科研計(jì)劃。中國(guó)腦計(jì)劃也在2016年啟動(dòng)，是中國(guó)頂級(jí)的科研計(jì)劃之一。

大腦研究的關(guān)鍵技術(shù)手段之一是腦成像技術(shù)。腦成像技術(shù)的快速發(fā)展，使腦科學(xué)研究，尤其是神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)水平的解析面臨著重大突破機(jī)遇。目前，這一領(lǐng)域的研究日新月異，新成果不斷涌現(xiàn)。

來自倫敦大學(xué)學(xué)院的認(rèn)知神經(jīng)系科學(xué)家，利用靜息態(tài)fMRI(功能性磁共振成像)數(shù)據(jù)探析了自閉癥的大腦動(dòng)力學(xué)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(diào)，以及過于穩(wěn)定的神經(jīng)動(dòng)力學(xué)系統(tǒng)，造成了自閉癥患者的癥狀以及對(duì)其認(rèn)知能力的影響。

美國(guó)麻省理工學(xué)院學(xué)生最近更是發(fā)表了一款名為AlterEgo的“讀心機(jī)”，可透過捕捉大腦傳來的神經(jīng)信號(hào)分析解讀出用戶的“心思”，再轉(zhuǎn)換成語音說話，平均辨識(shí)成功率達(dá)到 92%。未來，這項(xiàng)建立在腦科學(xué)技術(shù)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(xué)研究的一個(gè)中心目標(biāo)是建立大腦神經(jīng)元的動(dòng)態(tài)連接圖，揭示神經(jīng)環(huán)路圖譜。因此，高分辨率動(dòng)態(tài)腦成像技術(shù)成為大腦研究的核心技術(shù)，在很大程度上決定著腦科學(xué)研究的進(jìn)展。

助陣中國(guó)腦計(jì)劃 浪潮軟件定義存儲(chǔ)顯身手

大腦皮層有數(shù)百億個(gè)神經(jīng)元，每個(gè)神經(jīng)元又包含千余個(gè)信息收發(fā)分支，其數(shù)量之繁密勝過整個(gè)銀河系的星辰。由于現(xiàn)有顯微技術(shù)受數(shù)據(jù)通量制約，無法獲得觀測(cè)對(duì)象的活體全腦高分辨率動(dòng)態(tài)成像數(shù)據(jù)，因此精確刻畫神經(jīng)環(huán)路圖譜成為腦研究技術(shù)領(lǐng)域全球公認(rèn)的難題。

浪潮存儲(chǔ)服務(wù)清華大學(xué)腦成像研究

可喜的是，中國(guó)腦計(jì)劃在這方面獲得突破。2018年，由清華大學(xué)戴瓊海院士領(lǐng)銜的科研團(tuán)隊(duì)研制出新型超寬視場(chǎng)高分辨率實(shí)時(shí)顯微成像儀器(Real-time Ultra-large-Scale imaging at High-resolution，以下簡(jiǎn)稱RUSH)實(shí)現(xiàn)了重大突破，該儀器可實(shí)現(xiàn)1厘米×1.2厘米寬視場(chǎng)、800納米高分辨率、30幀/秒高幀率、1.69億像素/幀的高時(shí)空分辨率多維連續(xù)成像能力，將活體動(dòng)物腦神經(jīng)觀測(cè)數(shù)據(jù)通量由1000萬像素/秒提升至50億像素/秒，實(shí)現(xiàn)了兼顧“全局形態(tài)”和“細(xì)節(jié)特征”的多尺度觀測(cè)。RUSH的視場(chǎng)是同等分辨率下商用顯微鏡視場(chǎng)的120倍、全球第二大寬視場(chǎng)顯微鏡頭Mesolens的3.3倍，其數(shù)據(jù)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(duì)推進(jìn)生命和醫(yī)學(xué)科學(xué)發(fā)展，提升中國(guó)腦計(jì)劃的研究和應(yīng)用水平具有重大戰(zhàn)略意義。

清華大學(xué)研制的超寬視場(chǎng)高分辨率實(shí)時(shí)顯微成像儀器

存儲(chǔ)系統(tǒng)的性能、容量與可靠性是類似RUSH這樣的高分辨率實(shí)時(shí)顯微成像儀器的關(guān)鍵能力之一。為RUSH提供存儲(chǔ)服務(wù)的正是浪潮分布式存儲(chǔ)AS13000。AS13000為該RUSH提供40個(gè)節(jié)點(diǎn)的存儲(chǔ)系統(tǒng)，應(yīng)用于控制28臺(tái)高靈敏度相機(jī)進(jìn)行高通量數(shù)據(jù)的并發(fā)采集和存儲(chǔ)，滿足了用戶每臺(tái)相機(jī)每秒30張，每張1200萬像素、16bit的連續(xù)拍攝需求，存儲(chǔ)穩(wěn)定帶寬高達(dá)20.16GB/s，最長(zhǎng)拍攝時(shí)間48小時(shí)，存儲(chǔ)空間約為5PB。

浪潮分布式存儲(chǔ)AS13000

為蘇州腦空間信息研究院 提供25PB 存儲(chǔ)空間

其實(shí)，清華RUSH項(xiàng)目并不是浪潮存儲(chǔ)第一次為腦科學(xué)研究提供支持。

由駱清銘教授領(lǐng)導(dǎo)的華中科技大學(xué)蘇州腦空間信息研究院，在全球腦科學(xué)成像研究領(lǐng)域居于領(lǐng)先地位，其科研成果“鼠腦最精細(xì)腦圖譜基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)”在2016年即被歐盟人腦計(jì)劃正式采用。

浪潮存儲(chǔ)為華中科技大學(xué)蘇州腦空間信息研究院提供25PB存儲(chǔ)空間

華中科技大學(xué)蘇州腦空間信息研究院研究團(tuán)隊(duì)一直致力于開發(fā)各種高分辨、大探測(cè)范圍和高通量的三維光學(xué)顯微成像技術(shù)，實(shí)現(xiàn)在哺乳動(dòng)物全腦范圍、以真實(shí)尺度構(gòu)建出包括神經(jīng)元和血管等腦內(nèi)的多種復(fù)雜結(jié)構(gòu)的完整精細(xì)形態(tài)和連接關(guān)系。

蘇州腦空間信息研究院在研究過程中會(huì)產(chǎn)生海量數(shù)據(jù)，一個(gè)小鼠腦的數(shù)據(jù)量已經(jīng)達(dá)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(shè)備的之前速度，需要一臺(tái)成像系統(tǒng)至少花費(fèi)20年時(shí)間才能完成數(shù)據(jù)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(chǎn)生的海量數(shù)據(jù)無疑對(duì)存儲(chǔ)容量、帶寬和速度都提出了新的要求。

浪潮針對(duì)全腦網(wǎng)絡(luò)可視化研究場(chǎng)景，為華中科技大學(xué)蘇州腦空間信息研究院的應(yīng)用系統(tǒng)制定了專業(yè)化的存儲(chǔ)解決方案。方案采用近20臺(tái)浪潮智能存儲(chǔ)AS5500G2，構(gòu)建高效、安全的統(tǒng)一存儲(chǔ)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(duì)腦空間信息大數(shù)據(jù)的應(yīng)用需求。

滿足腦科學(xué)研究的海量數(shù)據(jù)存儲(chǔ)需求

服務(wù)頂級(jí)科研，運(yùn)籌新數(shù)據(jù)

據(jù)聞，“中國(guó)腦計(jì)劃”，主要有兩個(gè)研究方向：以探索大腦秘密、攻克大腦疾病為導(dǎo)向的腦科學(xué)研究，以及以建立和發(fā)展人工智能技術(shù)為導(dǎo)向的類腦研究。無論是腦科學(xué)還是類腦研究，對(duì)提升未來中國(guó)科技整體“智慧水平”、提高經(jīng)濟(jì)發(fā)展質(zhì)量、促進(jìn)人類的生產(chǎn)生活方式的轉(zhuǎn)變均意義重大。以“云存智用 運(yùn)籌新數(shù)據(jù)”為理念的浪潮存儲(chǔ)能在其中貢獻(xiàn)自己的力量，亦是使命使然。

生成海報(bào)

免責(zé)聲明：本網(wǎng)站內(nèi)容主要來自原創(chuàng)、合作伙伴供稿和第三方自媒體作者投稿，凡在本網(wǎng)站出現(xiàn)的信息，均僅供參考。本網(wǎng)站將盡力確保所提供信息的準(zhǔn)確性及可靠性，但不保證有關(guān)資料的準(zhǔn)確性及可靠性，讀者在使用前請(qǐng)進(jìn)一步核實(shí)，并對(duì)任何自主決定的行為負(fù)責(zé)。本網(wǎng)站對(duì)有關(guān)資料所引致的錯(cuò)誤、不確或遺漏，概不負(fù)任何法律責(zé)任。任何單位或個(gè)人認(rèn)為本網(wǎng)站中的網(wǎng)頁或鏈接內(nèi)容可能涉嫌侵犯其知識(shí)產(chǎn)權(quán)或存在不實(shí)內(nèi)容時(shí)，應(yīng)及時(shí)向本網(wǎng)站提出書面權(quán)利通知或不實(shí)情況說明，并提供身份證明、權(quán)屬證明及詳細(xì)侵權(quán)或不實(shí)情況證明。本網(wǎng)站在收到上述法律文件后，將會(huì)依法盡快聯(lián)系相關(guān)文章源頭核實(shí)，溝通刪除相關(guān)內(nèi)容或斷開相關(guān)鏈接。