Αυτή η εργασία, με επικεφαλής μια ομάδα ερευνητών από το Ινστιτούτο Allen στις ΗΠΑ και το Πανεπιστήμιο Ηλεκτρονικών Επικοινωνιών στην Ιαπωνία, θα μπορούσε να βοηθήσει τους επαγγελματίες του ιατρικού κλάδου να μοντελοποιήσουν και να μελετήσουν ασθένειες όπως η νόσος Αλτσχάιμερ με μεγαλύτερη λεπτομέρεια.
Αυτή η προσομοίωση εμφανίζει ολόκληρο τον εγκεφαλικό φλοιό ενός ποντικού. Αν και δεν είναι τόσο μεγάλος και πολύπλοκος όσο ο ανθρώπινος εγκέφαλος, ο οποίος περιέχει δισεκατομμύρια νευρώνες, ο εγκέφαλος του ποντικιού έχει ομοιότητες με τον ανθρώπινο εγκέφαλο. Επομένως, αυτό θα μπορούσε να είναι ένα πολύ χρήσιμο ερευνητικό εργαλείο.
Ένας πραγματικός, πλήρης εγκέφαλος ποντικού περιέχει περίπου 70 εκατομμύρια νευρώνες σε έναν χώρο στο μέγεθος ενός αμυγδάλου. Αυτός ο εικονικός εγκέφαλος, ωστόσο, διαθέτει αξιοσημείωτα χαρακτηριστικά: περιέχει 9 εκατομμύρια νευρώνες και 26 δισεκατομμύρια συνάψεις. Επιπλέον, διαθέτει 86 διασυνδεδεμένες περιοχές του εγκεφάλου και μπορεί να επεξεργάζεται τρισεκατομμύρια υπολογισμούς ανά δευτερόλεπτο.
«Αυτό δείχνει ότι η πόρτα έχει ανοίξει», δήλωσε ο νευροεπιστήμονας Άντον Αρκίποφ στο Ινστιτούτο Άλεν. «Μπορούμε να εκτελέσουμε αυτού του είδους τις προσομοιώσεις εγκεφάλου αποτελεσματικά με επαρκή υπολογιστική ισχύ».
«Αυτό είναι ένα τεχνολογικό ορόσημο που ενσταλάζει την πεποίθηση ότι πολύ μεγαλύτερα μοντέλα είναι όχι μόνο εφικτά αλλά και εφικτά με μεγαλύτερη ακρίβεια και σε μεγαλύτερη κλίμακα».
Η πολυπλοκότητα της προσομοίωσης επιτρέπει στους ερευνητές να παρατηρήσουν την εξάπλωση των γνωστικών προτύπων, της συνείδησης και των ασθενειών εντός του εγκεφάλου. Είναι ένας κινούμενος, τρισδιάστατος χάρτης που δείχνει πώς λειτουργεί και συνδέεται κάθε μεμονωμένος νευρώνας.
Σύμφωνα με τους ερευνητές, ορισμένοι τρόποι με τους οποίους θα μπορούσε να χρησιμοποιηθεί αυτή η μέθοδος περιλαμβάνουν τον έλεγχο υποθέσεων σχετικά με το πώς οι επιληπτικές κρίσεις διαδίδονται μέσω του εγκεφάλου ή πώς τα εγκεφαλικά κύματα συμβάλλουν στη συγκέντρωση, χωρίς να απαιτούνται εκτεταμένες επεμβατικές σαρώσεις εγκεφάλου.
Η απαραίτητη υπολογιστική ισχύς παρείχε ο υπερυπολογιστής Fugaku στην Ιαπωνία, ο οποίος βασίστηκε σε υπάρχουσες βάσεις δεδομένων και διαγράμματα κελιών για τη διαμόρφωση του μοντέλου. Η ερευνητική ομάδα ανέπτυξε επίσης νέο λογισμικό για την πιο αποτελεσματική επεξεργασία της εγκεφαλικής δραστηριότητας και την ελαχιστοποίηση των περιττών υπολογισμών.
«Το Fugaku χρησιμοποιείται για έρευνα σε πολλούς τομείς της υπολογιστικής επιστήμης, όπως η αστρονομία, η μετεωρολογία και η ανάπτυξη φαρμάκων, συμβάλλοντας στην επίλυση πολλών κοινωνικών προβλημάτων», δήλωσε ο επιστήμονας υπολογιστών Tadashi Yamazaki στο Πανεπιστήμιο Ηλεκτρονικών Επικοινωνιών.
«Αυτή τη φορά, χρησιμοποιήσαμε το Fugaku για να προσομοιώσουμε νευρωνικά κυκλώματα.»
Φυσικά, οι εγκέφαλοί μας είναι απαραίτητοι για την καλή σωματική και ψυχική υγεία, καθώς και για την υγιή γήρανση, και η έρευνα σχετικά με την εικονική χαρτογράφηση του εγκεφάλου και τις δομές του μικροεγκεφάλου θα είναι ζωτικής σημασίας για να μάθουμε περισσότερα για το πώς λειτουργεί αυτό το όργανο και πώς μπορεί να υποστεί βλάβη.
Η ερευνητική ομάδα αναπτύσσει ενεργά ένα νέο μοντέλο, διερευνώντας τον συγχρονισμό των εγκεφαλικών κυμάτων και τον τρόπο με τον οποίο αλληλεπιδρούν τα δύο ημισφαίρια του εγκεφάλου ενός ποντικιού.
Πρόκειται για ένα απίστευτα εντυπωσιακό επίτευγμα πληροφορικής και βιολογικής μοντελοποίησης, αλλά οι ερευνητές έχουν ακόμη μεγαλύτερα σχέδια και μια μέρα θέλουν να κατασκευάσουν ένα πλήρες μοντέλο ανθρώπινου εγκεφάλου μέσα σε έναν εικονικό υπολογιστικό χώρο.
«Ο μακροπρόθεσμος στόχος μας είναι να κατασκευάσουμε ολοκληρωμένα μοντέλα εγκεφάλου, ακόμη και μοντέλα ανθρώπινου εγκεφάλου, χρησιμοποιώντας όλες τις βιολογικές λεπτομέρειες που διερευνά το Ινστιτούτο μας», δήλωσε ο επιστήμονας Αρκίποφ. «Προς το παρόν, προχωράμε από τη μοντελοποίηση μεμονωμένων περιοχών του εγκεφάλου στην προσομοίωση ολόκληρου του εγκεφάλου του ποντικιού».
Η έρευνα παρουσιάστηκε στο συνέδριο υπερυπολογιστών SC25.
Πηγή: https://dantri.com.vn/khoa-hoc/sieu-may-tinh-tao-ra-mot-trong-nhung-bo-nao-ao-chan-thuc-nhat-20251209023554465.htm
Σχόλιο (0)