超级计算机打造出有史以来最逼真的虚拟大脑之一

更好地理解大脑的工作原理这很棘手,因为活体大脑不容易被探查和分析。科学家们现在有了新的老鼠大脑模拟可以参考——这是迄今为止最全面的模拟之一。

该项目由美国艾伦研究所和日本电通信大学的团队领导,可能引发疾病比如阿尔茨海默病以便进行更详细的建模和研究。

该模拟模拟了整个小鼠皮层.虽然这远没有人脑那么庞大或复杂,但人脑包含数十亿个神经元相似 之 处人类和啮齿动物大脑之间的研究——所以这可能是一个有用的研究工具。

相关:研究显示,增强一种蛋白质能唤醒小鼠衰老的脑细胞

这些数字令人印象深刻:虚拟大脑包含900万个神经元,以及260亿个突触(神经元连接器).大脑模拟中有86个相互连接的区域,每秒可以处理数万亿次的计算。

换个角度看,真正的老鼠大脑包含大约有7000万个神经元,存在于一个大约一个杏仁大小的空间里。

“这说明门是开着的,”计算神经科学家安东·阿尔希波夫,来自艾伦研究所。“只要有足够的计算能力,我们可以高效运行这类大脑模拟。”

“这是一个技术里程碑,让我们相信更大尺寸的模型不仅可能实现,而且能够实现精确和规模。”

该模拟使研究人员能够追踪单个神经元的活动。(栗山等,2025)。

模拟的复杂性意味着研究人员可以作为认知模型观看,意识,以及疾病在大脑中传播.这是一个三维的动态地图,展示了单个神经元的放电和连接。

研究人员表示,这种方法可以用于检验癫痫如何在大脑中传播的假说,或脑波的传播方式为专注贡献力量——无需反复进行侵入性的物理脑部扫描。

所需的计算能力由以下提供富岳超级计算机在日本,该模型基于现有的细胞数据库和图表构建。团队还开发了新软件,以更高效地处理大脑活动,并将不必要的计算降到最低。

“富岳被广泛应用于天文学、气象学和药物发现等计算科学领域的研究,为解决许多社会问题做出了贡献。”计算机科学家山崎忠,来自电通信大学。

“这次,我们用富岳做了神经回路模拟。”

我们的大脑当然是良好的身心健康和健康老年的关键——以及虚拟研究脑图微型大脑结构对于深入了解这个器官的工作原理以及它如何分解将至关重要。

团队已经忙于运用他们的新模型,并取得了关于脑电波同步以及小鼠大脑两个半球之间的相互作用。

这是一项极其令人印象深刻的计算和生物建模壮举,但研究人员还有更宏大的计划,有一天希望在虚拟计算空间内构建一个全尺寸的人脑模型。

“我们的长期目标是利用研究所正在揭示的所有生物学细节,建立全脑模型,最终甚至是人类模型。”阿尔希波夫。“我们现在正从单脑区域建模转向模拟小鼠整个大脑。”

该研究成果已在SC25超级计算大会, , 是在线可查阅.

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