Superdatamaskiner skaper en av de mest realistiske virtuelle hjernene.

(Dan Tri Newspaper) – Det er svært vanskelig å forstå hvordan hjernen fungerer fordi hjernen til levende mennesker ikke lett stimuleres og analyseres. Forskere har nå en ny, ekstremt avansert hjernesimulator å studere.

Hjernesimuleringer fordyper seg i individuelle nevroner (bilde: Barry Isralewitz et al., 2025).

Dette arbeidet, ledet av et team av forskere fra Allen Institute i USA og University of Electronic Communications i Japan, kan hjelpe helsepersonell med å modellere og studere sykdommer som Alzheimers mer detaljert.

Denne simuleringen viser hele hjernebarken til en mus. Selv om den ikke er like stor og kompleks som den menneskelige hjernen, som inneholder milliarder av nevroner, har musehjernen likheter med den menneskelige hjernen. Derfor kan dette være et svært nyttig forskningsverktøy.

En ekte, komplett musehjerne inneholder omtrent 70 millioner nevroner i et rom på størrelse med en mandel. Denne virtuelle hjernen kan imidlertid skryte av bemerkelsesverdige funksjoner: den inneholder 9 millioner nevroner og 26 milliarder synapser. Videre har den 86 sammenkoblede hjerneområder og kan behandle billioner av beregninger per sekund.

«Dette viser at døren har åpnet seg», sa nevroforsker Anton Arkhipov ved Allen-instituttet. «Vi kan kjøre denne typen hjernesimuleringer effektivt med tilstrekkelig datakraft.»

«Dette er en teknologisk milepæl som inngyter tillit til at mye større modeller ikke bare er gjennomførbare, men også oppnåelige med større nøyaktighet og i større skala.»

Simuleringer lar forskere spore aktiviteten til individuelle nevroner (bilde: Kuriyama et al., 2025).

Simuleringens kompleksitet lar forskere observere forplantningen av kognitive mønstre, bevissthet og sykdom i hjernen. Det er et bevegelig, tredimensjonalt kart som viser hvordan hvert enkelt nevron fungerer og kobler seg sammen.

Ifølge forskerne kan denne metoden blant annet brukes til å teste hypoteser om hvordan anfall forplanter seg gjennom hjernen, eller hvordan hjernebølger bidrar til konsentrasjon, uten at det kreves omfattende invasive hjerneskanninger.

Den nødvendige datakraften ble levert av superdatamaskinen Fugaku i Japan, bygget på eksisterende databaser og cellediagrammer for å danne modellen. Forskningsteamet utviklet også ny programvare for å behandle hjerneaktivitet mer effektivt og minimere unødvendige beregninger.

«Fugaku brukes til forskning innen mange felt innen beregningsvitenskap, som astronomi, meteorologi og legemiddelutvikling, og bidrar til å løse mange sosiale problemer», sa informatiker Tadashi Yamazaki ved University of Electronic Communications.

«Denne gangen brukte vi Fugaku til å simulere nevrale kretser.»

Hjernen vår er selvsagt essensiell for god fysisk og psykisk helse, samt sunn aldring, og forskning på virtuell hjernekartlegging og mikrohjernestrukturer vil være avgjørende for å lære mer om hvordan dette organet fungerer og hvordan det kan bli skadet.

Forskerteamet har aktivt utviklet en ny modell, som utforsker hjernebølgesynkronisering og hvordan de to hjernehalvdelene til en mus samhandler.

Dette er en utrolig imponerende bragd innen databehandling og biologisk modellering, men forskerne har enda større planer, og en dag ønsker de å bygge en komplett menneskelig hjernemodell inne i et virtuelt datarom.

«Vårt langsiktige mål er å bygge omfattende hjernemodeller, til og med menneskelige hjernemodeller, ved å bruke alle de biologiske detaljene instituttet vårt utforsker», sa forskeren Arkhipov. «For tiden går vi fra å modellere individuelle hjerneområder til å simulere hele musehjernen.»

Forskningen ble presentert på superdatakonferansen SC25.

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