Ученые из Института Аллена в США и Университета электро-коммуникаций в Японии создали полную модель коры головного мозга мыши, объединив 9 миллионов нейронов и 26 миллиардов синапсов в одну функционирующую систему. Об этом было сообщено на конференции SC25 supercomputing conference.
«Это прорыв в технологии. Мы впервые наблюдаем, что такие симуляции могут быть эффективно выполнены при наличии достаточной вычислительной мощности», — отметил Антон Архипов, лидер вычислительной группы Института Аллена.
По его словам, теперь стало очевидно, что переход к моделям мозга гораздо большего масштаба, в том числе человеческого, не только возможен, но и вполне достижим в ближайшем будущем.
Модель охватывает 86 взаимосвязанных областей и функционирует на суперкомпьютере Fugaku, одном из самых мощных в мире. Его возможности позволили проводить квадриллионы вычислений в секунду и синхронизировать работу миллиардов виртуальных связей между нейронами.
Ученые отметили, что реальный мозг мыши содержит около 70 миллионов нейронов, что примерно в восемь раз больше, чем в модели. Однако созданный объем данных уже дает возможность исследователям наблюдать в реальном времени, как «активируются» отдельные нейроны, как волны возбуждения распространяются по мозгу и как нарушения в одной области переходят в другую.
Команда уже использовала симуляцию для изучения синхронизации мозговых волн и взаимодействия между двумя полушариями. Модель помогает отслеживать, как формируется активность, связанная с вниманием и когнитивными процессами, что невозможно наблюдать напрямую в живом мозге без инвазивных методов.
Исследователи уверены, что такая виртуальная карта позволит тестировать механизмы развития судорог, нарушений сознания и других неврологических состояний, не прибегая к повторным экспериментам на животных.
Следующий шаг — создание еще более масштабных моделей. В идеале ученые стремятся перейти от симуляции отдельных областей к полноценному виртуальному мозгу мыши, а затем — человека.
Фото: hi-tech.mail.ru