يمكن أن يساعد هذا العمل، الذي يقوده فريق من الباحثين من معهد ألين في الولايات المتحدة وجامعة الاتصالات الإلكترونية في اليابان، المتخصصين الطبيين على نمذجة ودراسة أمراض مثل مرض الزهايمر بمزيد من التفصيل.
تُظهر هذه المحاكاة القشرة الدماغية الكاملة لفأر. ورغم أنها ليست بحجم وتعقيد دماغ الإنسان الذي يحتوي على مليارات الخلايا العصبية، إلا أن دماغ الفأر يُشابه دماغ الإنسان في بعض الجوانب. لذا، يُمكن أن تكون هذه المحاكاة أداة بحثية بالغة الأهمية.
يحتوي دماغ الفأر الحقيقي الكامل على ما يقارب 70 مليون خلية عصبية في حيز بحجم حبة لوز. أما هذا الدماغ الافتراضي، فيتميز بخصائص مذهلة: فهو يحتوي على 9 ملايين خلية عصبية و26 مليار مشبك عصبي. علاوة على ذلك، يضم 86 منطقة دماغية مترابطة، ويستطيع معالجة تريليونات العمليات الحسابية في الثانية الواحدة.
"هذا يدل على أن الباب قد فُتح"، كما قال عالم الأعصاب أنطون أرخيبوف في معهد ألين. "يمكننا تشغيل هذا النوع من عمليات محاكاة الدماغ بكفاءة مع قوة حاسوبية كافية."
"هذا إنجاز تكنولوجي هام يرسخ الثقة بأن النماذج الأكبر حجماً ليست ممكنة فحسب، بل يمكن تحقيقها أيضاً بدقة أكبر وعلى نطاق أوسع."
تتيح المحاكاة المعقدة للباحثين مراقبة انتشار الأنماط المعرفية والوعي والأمراض داخل الدماغ. إنها خريطة ثلاثية الأبعاد متحركة توضح كيفية عمل كل عصبون على حدة وكيفية اتصاله بالعصبونات الأخرى.
ووفقًا للباحثين، فإن بعض الطرق التي يمكن استخدام هذه الطريقة من خلالها تشمل اختبار الفرضيات حول كيفية انتشار النوبات عبر الدماغ، أو كيفية مساهمة موجات الدماغ في التركيز، دون الحاجة إلى عمليات مسح دماغية جراحية واسعة النطاق.
تم توفير القدرة الحاسوبية اللازمة بواسطة حاسوب فوغاكو العملاق في اليابان، والذي بُني على قواعد بيانات ومخططات خلوية موجودة لتشكيل النموذج. كما طوّر فريق البحث برنامجًا جديدًا لمعالجة نشاط الدماغ بكفاءة أكبر وتقليل العمليات الحسابية غير الضرورية.
"يستخدم برنامج فوغاكو في الأبحاث في العديد من مجالات علوم الحوسبة، مثل علم الفلك والأرصاد الجوية وتطوير الأدوية، مما يساهم في حل العديد من المشكلات الاجتماعية"، كما قال عالم الكمبيوتر تاداشي يامازاكي في جامعة الاتصالات الإلكترونية.
"هذه المرة، استخدمنا فوغاكو لمحاكاة الدوائر العصبية."
بالطبع، أدمغتنا ضرورية للصحة البدنية والعقلية الجيدة، وكذلك للشيخوخة الصحية، وسيكون البحث في رسم خرائط الدماغ الافتراضية وهياكل الدماغ الدقيقة أمرًا بالغ الأهمية لمعرفة المزيد عن كيفية عمل هذا العضو وكيف يمكن أن يتضرر.
يعمل فريق البحث بنشاط على تطوير نموذج جديد، يستكشف تزامن موجات الدماغ وكيفية تفاعل نصفي دماغ الفأر.
هذا إنجاز مثير للإعجاب بشكل لا يصدق في مجال الحوسبة والنمذجة البيولوجية، لكن لدى الباحثين خطط أكبر، ويريدون في يوم من الأيام بناء نموذج كامل للدماغ البشري داخل مساحة حوسبة افتراضية.
قال العالم أرخيبوف: "هدفنا على المدى الطويل هو بناء نماذج شاملة للدماغ، حتى نماذج للدماغ البشري، باستخدام جميع التفاصيل البيولوجية التي يستكشفها معهدنا. حاليًا، ننتقل من نمذجة مناطق الدماغ الفردية إلى محاكاة دماغ الفأر بأكمله."
تم عرض البحث في مؤتمر الحوسبة الفائقة SC25.
المصدر: https://dantri.com.vn/khoa-hoc/sieu-may-tinh-tao-ra-mot-trong-nhung-bo-nao-ao-chan-thuc-nhat-20251209023554465.htm
تعليق (0)