Süper bilgisayarcılık, İngiliz bilim adamlarına, insan beyninin çalışmasını, daha önce hiç olmadığı kadar derinine inerek inceleme olanağı tanıyor.
Cardiff Üniversitesi Beyin Araştırma Görüntüleme Merkezi (Cubric)'nde araştırmacılar, otizm gibi rahatsızlıklarla nasıl mücadele edileceğini öğrenmek için kullanılan gelişmiş beyin tarama tekniklerinde çığır açıyorlar.
Cubric'in 75 sunucusunun, gigabaytlar dolusu beyin tarama verisini detaylı bir şekilde incelemesi için gerekli zaman çok aza indirilerek, günler süren taramaların, dakikalar içinde gerçekleştirilmesine imkân sağlandı.
Üniversitedeki araştırma ortağı, Alexander Leemans, MRI taramalarından alınan veriyi incelemek için Cubric'in kümesini kullanıyor ve resimde görüldüğü gibi beyaz renkli maddenin beyinle nasıl bir bağlantısı olduğunun haritasını çıkarıyor.
Taramadaki renkler, beyinin karmaşık sinir ağını ortaya çıkaran su moleküllerinin yayılmalarını yansıtıyor.
Cardiff'teki araştırmacılar, otizmli kişilerin beyinlerindeki farklılıkları görmek için bu sonuçları kullanıyorlar.
Leemans: "Taramadaki 3 boyutlu pikselleri hesaplamak için gerekli olan zamanı 300 kat kısaltabilirsiniz, bu yüzden artık bu hesaplamalar dakikalar ya da saniyeler içinde gerçekleştirilebiliyor" diye açıklıyor bu yeni teknoloji kullanımını.
Bu resimde, Manyetoensefalografi (MEG) tarayıcısını görüyorsunuz. Bu tarayıcı beyindeki elektriksel alanlarla ilgili manyetik alanların haritasını çıkarıyor.
Cubric'in MEG'i günümüzdeki mevcut tarayıcıların en iyilerinden ve beyindeki 275 farklı bölgeden aynı anda veri kaydedebiliyor.
Makine, her 20 dakikada bir gigabaytlık veri üretiyor ve MRI beyin taramalarında beyin aktivitelerinin yerinin haritasının çıkarılmasında kullanılan bilgiyi de ortaya koyuyor.
Sonuçlar, araştırmacıların beynin fonksiyonunu anlamalarınayardımcı olurken aynı zamanda epilepsi çalışmalarında ve özellikle beyin nöbetinin gerçekleştiği yerin saptanmasında kullanılıyor.
MEG laboratuarı yöneticisi Suresh Muthukumaraswamy: "Veriyi incelemesi için bilgisayarı hafta sonları açık bırakırdım ve bazen Pazartesi geldiğimde bile hala işleme devam ettiğini görüyordum. Artık, kümelemeyle birlikte bu işlemlerin bitmesi yaklaşık 20 dakika alıyor. Bu da, daha önce yapabilmemin mümkün olmadığı analizleri de artık yapabileceğim anlamına geliyor." şeklinde vurguladı yeniliğin ne kadar önemli olduğunu.
MEG tarayıcısı, çok hassas olduğundan, paraziti engellemek için bir Faraday kafesiyle (bakır kafes) taramaların izlenmesi gerekiyor.
Resimde görülen mavi ve yeşil grafikler, MEG'de okunan elektromanyetik alanları (EMF) gösteriyor. Okumadaki keskin sivri çubukların oluşmasına, yan odada sadece ayaklarını yere vurarak yer altı metal kirişlerde titreşimler başlatan bir kişi neden oldu.
Araştırmacılar, vücudun diğer bölgelerinden çıkan seslerin yaptığı titreşimleri (örneğin kalp atışlarını) belli frekanstaki alanlara odaklanarak filtreliyorlar.
MEG'deki süper iletkenlerin, resimde görülen Helyum gazı kullanılarak çok düşük derecelere kadar soğutulması gerekiyor.
Bu resimde görülen ise, bir Elektroensefalogram (EEG) şapkası. Bu şapka, EEG okumalarını MEG ve MRI taramaları ile birlikte alırken deneğin kafasının üzerine elektrotların yerleştirilmesini kolaylaştırmaya yardımcıoluyor.
Yukarıdaki resimde MRI tarayıcısına açılan kapıları görüyorsunuz. Tarayıcının içindeki manyetikler o kadar güçlü ki, demir olan herhangi bir şeyi, tarayıcının merkezine doğru çekebilir.
Ekibin, demirden yapılmış hiçbir nesne olmadığından emin olmak için tarayıcı odasının içindeki her şeyi dikkatle incelemeleri ve platinyumdan yapılma somun anahtarları ve demir olmayan yangın söndürücü tüpler kullanmaları gerekiyor.
Bu resimde de, MRI görüntülerinin yayılması için gerekli veriyi oluşturmada kullanılan MRI tarayıcıyı görüyorsunuz.
İşte bu da MRI tarayıcısının iç kısmı.
Cubric, yaklaşık 2 yıldır yürürlükte ve yaklaşık 10 milyon sterlinlik bir bütçeye sahip. Bu bütçenin 8 milyon sterlini Sanayi ve Ticaret Odası'ndan sağlanmış.
Merkezin, yürürlükte olan yaklaşık 50 adet çalışması var ve her birinin 10 ila 20 adet deneği bulunuyor.
Yukarıdaki resimde, 75 IBM sunucu bilgisayarından birkaçıgörülüyor. Bu sunucu bilgisayarların her birinde çift çekirdekli iki adet 64-bitlik 2.2GHz AMD Opteron işlemcileri ve 4 GB'lık ön bellek bulunuyor. Bilgisayarlarda işletim sistemi olarak "Red Hat 5" yüklü.
75 bilgisayardan oluşan bu küme, 530 gigaflopluk hızda çalışıyor. Bu hız, yüksek performans bilgisayarcılığı uzmanları OCF tarafından sağlanmış.
İşte Cubric'in 40 Terabaytlık (TB) hafızası, bu hafızanın şu an 30 terabaytlık kısmı dolu durumda.
Sistemde bit seviyesinde kilitlemeyi (bit level locking) sağlayan ve birçok bilgisayar işlemcisinin, aynı dosyaya aynı anda yazı yazmasına olanak tanıyan genel bir paralel dosya sistemi kullanılıyor.
Ana bilgisayar grubuyla iş istasyonları ve daha geniş üniversite ağı arasında da 1 Gbps (saniyede 1 GB'lık veri aktarımı) hızında İnternet bağlantısı bulunuyor.
Son olarak bu resimde gördükleriniz de, insanlara Cubric'in iş istasyonunun masa üstüne uzaktan erişimi sağlayan beş adet oturum açma düğümü (login node).