IIT Madras Brain Centre: на DGX детекция клеток тех же данных — менее 10 минут вместо часа и более

Sudha Gopalakrishnan Brain Centre при IIT Madras картирует более 100 посмертных человеческих мозгов разных типов и возрастов с клеточным разрешением, чтобы создать единообразно изученную цифровую коллекцию с запросами от отдельной клетки до целого мозга. По данным центра, несколько сканеров одновременно дают 2 ТБ несжатых изображений в час, и каждую клетку на них нужно найти и разметить: для модели детекции объектов это около 10 тыс. объектов в секунду. Обычные сверточные сети обучены на мегапиксельных снимках с десятками объектов, а один снимок центра — многогигапиксельный и содержит миллионы клеток.

Центр построил собственный вычислительный конвейер с человеком в контуре. Модели машинного обучения выделяют контуры тканей, нормализуют изображения, контролируют качество съёмки, а сверточные нейросети выполняют детекцию, классификацию клеток и разметку областей мозга. Конвейер работает на стеке NVIDIA: нарезка тайлов в DALI, модели MONAI Core, оптимизированные TensorRT со смешанной точностью INT8, FP16 и TF32, три движка инференса на одном GPU A100, регистрация изображений в cuCIM и визуализация объёмов в NVIDIA IndeX. Данные распределяются по нескольким GPU и узлам, что позволяет обрабатывать мозги размером от плода до взрослого.

Центр ввёл в эксплуатацию кластер NVIDIA DGX A100 для полной обработки 10–20 мозгов, а для масштаба 100 мозгов рассматривает DGX SuperPOD. По данным сотрудников центра на ноябрь 2023 года, на узле DGX с восемью GPU A100 детекция клеток на тех же данных, которые требовали не менее часа, занимает менее 10 минут; это делает анализ целого мозга возможным примерно за месяц. Гигапиксельный снимок из 0,25 млн тайлов проходит инференс на одном A100 за 420 секунд, один GPU обрабатывает 60 ГБ в час, пять серверов DGX (40 GPU) — 2,4 ТБ в час, что соответствует скорости съёмки. В октябре 2026 года центр объявил о запуске миссии картирования более 100 мозгов и выпустил атлас ишемического инсульта C-STROKE; трёхмерные карты, по данным IIT Madras, построены на суперкомпьютере Param Shakti.