Ученые из Института Аллена в США и Университета электро-коммуникаций в Японии смоделировали целую кору головного мозга мыши, объединив 9 миллионов нейронов и 26 миллиардов синапсов в единую работающую систему. Об этом исследователи сообщили на конференции SC25 supercomputing conference.
«Это технический прорыв. Мы впервые видим, что подобные симуляции можно эффективно запускать, если под рукой достаточно мощности», — отметил Антон Архипов, руководитель вычислительной группы Института Аллена.
По его словам, сейчас стало ясно, что переход к моделям мозга намного большего масштаба — в том числе человеческого — не только возможен, но и достижим в обозримом будущем.
Модель включает 86 взаимосвязанных областей. Она работает на суперкомпьютере Fugaku, одном из самых мощных в мире. Его ресурсы позволили выполнять квадриллионы вычислений в секунду и синхронизировать работу миллиардов виртуальных связей между нейронами.
Ученые отметили, что реальный мозг мыши содержит около 70 миллионов нейронов — примерно в восемь раз больше, чем в модели. Но и созданный объем данных уже позволяет исследователям видеть в реальном времени, как «зажигаются» отдельные нейроны, как по мозгу распространяются волны возбуждения и как нарушения в одной области переходят в другую.
Команда уже использовала симуляцию, чтобы изучить синхронизацию мозговых волн и взаимодействие между двумя полушариями. Модель помогает прослеживать, как формируется активность, связанная с вниманием и когнитивными процессами, — то, что невозможно наблюдать напрямую в живом мозге без инвазивных процедур.
Исследователи уверены, что такая виртуальная карта позволит тестировать механизмы развития судорог, нарушений сознания и других нейрологических состояний, не прибегая к повторным экспериментам на животных.
Следующий шаг — построение еще более крупных моделей. В идеале ученые хотели бы перейти от симуляции отдельных областей к полноценному виртуальному мозгу мыши, а затем — человека.
Ранее ученые создали «живые компьютеры» из клеток мозга.
