슈퍼컴퓨터는 가장 현실적인 가상 두뇌 중 하나를 만들어냅니다.

(단트리신문) - 살아있는 사람의 뇌는 쉽게 자극하고 분석할 수 없기 때문에 뇌의 작동 방식을 이해하는 것은 매우 어렵습니다. 하지만 과학자들은 이제 연구를 위해 매우 정교한 새로운 뇌 시뮬레이터를 갖게 되었습니다.

뇌 시뮬레이션은 개별 뉴런을 심층적으로 분석합니다(이미지: Barry Isralewitz 외, 2025).

미국 앨런 연구소와 일본 전자통신대학 연구팀이 주도한 이번 연구는 의료 전문가들이 알츠하이머병과 같은 질병을 더욱 자세히 모델링하고 연구하는 데 도움이 될 수 있습니다.

이 시뮬레이션은 쥐의 대뇌 피질 전체를 보여줍니다. 수십억 개의 뉴런을 포함하는 인간의 뇌만큼 크고 복잡하지는 않지만, 쥐의 뇌는 인간의 뇌와 유사점을 가지고 있습니다. 따라서 이는 매우 유용한 연구 도구가 될 수 있습니다.

실제 쥐의 뇌는 아몬드 크기만한 공간에 약 7천만 개의 뉴런을 가지고 있습니다. 하지만 이 가상 뇌는 놀라운 특징을 자랑합니다. 9백만 개의 뉴런과 260억 개의 시냅스를 포함하고 있으며, 86개의 상호 연결된 뇌 영역으로 이루어져 있고, 초당 수조 개의 연산을 처리할 수 있습니다.

"이는 새로운 가능성이 열렸음을 보여줍니다."라고 앨런 연구소의 신경과학자 안톤 아르히포프는 말했습니다. "충분한 컴퓨팅 성능만 있다면 이러한 종류의 뇌 시뮬레이션을 효율적으로 실행할 수 있습니다."

"이번 성과는 훨씬 더 큰 규모의 모델이 실현 가능할 뿐만 아니라 더 높은 정확도로 더 큰 규모에서도 구현될 수 있다는 확신을 심어주는 기술적 이정표입니다."

시뮬레이션을 통해 연구자들은 개별 뉴런의 활동을 추적할 수 있습니다(이미지: Kuriyama et al., 2025).

이 시뮬레이션의 복잡성 덕분에 연구자들은 뇌 내부에서 인지 패턴, 의식, 질병이 어떻게 전파되는지 관찰할 수 있습니다. 이는 각각의 뉴런이 어떻게 기능하고 연결되는지를 보여주는 움직이는 3차원 지도와 같습니다.

연구진에 따르면, 이 방법은 광범위하고 침습적인 뇌 스캔 없이도 발작이 뇌를 통해 어떻게 전파되는지, 또는 뇌파가 집중력에 어떻게 기여하는지에 대한 가설을 검증하는 데 사용될 수 있다고 합니다.

필요한 연산 능력은 기존 데이터베이스와 세포 구조를 기반으로 모델을 구축한 일본의 후가쿠 슈퍼컴퓨터에서 제공되었습니다. 연구팀은 또한 뇌 활동을 더욱 효율적으로 처리하고 불필요한 계산을 최소화하는 새로운 소프트웨어를 개발했습니다.

"후가쿠는 천문학, 기상학, 신약 개발 등 여러 분야의 계산 과학 연구에 활용되어 다양한 사회 문제 해결에 기여하고 있습니다."라고 전자통신대학의 컴퓨터 과학자 야마자키 타다시 교수는 말했다.

"이번에는 후가쿠를 사용하여 신경 회로를 시뮬레이션했습니다."

물론, 우리의 뇌는 건강한 신체적, 정신적 건강뿐 아니라 건강한 노화에도 필수적이며, 가상 뇌 지도 작성 및 미세 뇌 구조에 대한 연구는 이 기관이 어떻게 작동하고 어떻게 손상될 수 있는지에 대해 더 자세히 알아내는 데 매우 중요할 것입니다.

연구팀은 뇌파 동기화와 쥐 뇌의 두 반구가 어떻게 상호작용하는지를 탐구하는 새로운 모델을 적극적으로 개발해 왔습니다.

이는 놀라울 정도로 인상적인 컴퓨팅 및 생물학적 모델링 성과이지만, 연구진은 훨씬 더 큰 계획을 가지고 있으며, 언젠가는 가상 컴퓨팅 공간 안에 완전한 인간 두뇌 모델을 구축하고자 합니다.

"저희 연구소의 장기 목표는 연구소에서 연구하고 있는 모든 생물학적 세부 사항을 활용하여 인간 뇌 모델을 포함한 포괄적인 뇌 모델을 구축하는 것입니다."라고 아르히포프 연구원은 말했다. "현재 저희는 개별 뇌 영역 모델링에서 쥐의 뇌 전체를 시뮬레이션하는 단계로 나아가고 있습니다."

해당 연구 결과는 SC25 슈퍼컴퓨팅 학회에서 발표되었습니다.

출처: https://dantri.com.vn/khoa-hoc/sieu-may-tinh-tao-ra-mot-trong-nhung-bo-nao-ao-chan-thuc-nhat-20251209023554465.htm