Este trabalho, liderado por uma equipe de pesquisadores do Allen Institute, nos EUA, e da Universidade de Comunicações Eletrônicas, no Japão, poderá ajudar os profissionais da área médica a modelar e estudar doenças como o Alzheimer com mais detalhes.
Esta simulação exibe todo o córtex cerebral de um rato. Embora não seja tão grande e complexo quanto o cérebro humano, que contém bilhões de neurônios, o cérebro do rato apresenta semelhanças com o cérebro humano. Portanto, esta pode ser uma ferramenta de pesquisa muito útil.
Um cérebro de rato real e completo contém aproximadamente 70 milhões de neurônios em um espaço do tamanho de uma amêndoa. Este cérebro virtual, no entanto, possui características notáveis: contém 9 milhões de neurônios e 26 bilhões de sinapses. Além disso, possui 86 regiões cerebrais interconectadas e pode processar trilhões de cálculos por segundo.
"Isso mostra que a porta se abriu", disse o neurocientista Anton Arkhipov, do Instituto Allen. "Podemos executar esse tipo de simulação cerebral de forma eficiente com poder computacional suficiente."
"Este é um marco tecnológico que inspira confiança de que modelos muito maiores não são apenas viáveis, mas também alcançáveis com maior precisão e em maior escala."
A complexidade da simulação permite aos pesquisadores observar a propagação de padrões cognitivos, da consciência e de doenças no cérebro. É um mapa tridimensional em movimento que mostra como cada neurônio individual funciona e se conecta.
Segundo os pesquisadores, algumas maneiras pelas quais esse método poderia ser usado incluem testar hipóteses sobre como as convulsões se propagam pelo cérebro ou como as ondas cerebrais contribuem para a concentração, sem a necessidade de exames cerebrais invasivos extensivos.
A capacidade computacional necessária foi fornecida pelo supercomputador Fugaku, no Japão, que utilizou bancos de dados e diagramas celulares já existentes para criar o modelo. A equipe de pesquisa também desenvolveu um novo software para processar a atividade cerebral de forma mais eficiente e minimizar cálculos desnecessários.
"O Fugaku é usado em pesquisas em diversas áreas da ciência da computação, como astronomia, meteorologia e desenvolvimento de medicamentos, contribuindo para a solução de muitos problemas sociais", afirmou o cientista da computação Tadashi Yamazaki, da Universidade de Comunicações Eletrônicas.
"Desta vez, usamos o Fugaku para simular circuitos neurais."
É claro que nossos cérebros são essenciais para uma boa saúde física e mental, bem como para um envelhecimento saudável, e a pesquisa sobre mapeamento cerebral virtual e estruturas microcerebrais será crucial para aprendermos mais sobre como esse órgão funciona e como ele pode ser danificado.
A equipe de pesquisa tem desenvolvido ativamente um novo modelo, explorando a sincronização das ondas cerebrais e como os dois hemisférios do cérebro de um rato interagem.
Essa é uma façanha incrivelmente impressionante de computação e modelagem biológica, mas os pesquisadores têm planos ainda maiores e, um dia, querem construir um modelo completo do cérebro humano dentro de um espaço computacional virtual.
"Nosso objetivo a longo prazo é construir modelos cerebrais abrangentes, inclusive modelos do cérebro humano, utilizando todos os detalhes biológicos que nosso Instituto está explorando", disse o cientista Arkhipov. "Atualmente, estamos passando da modelagem de regiões cerebrais individuais para a simulação do cérebro inteiro do rato."
A pesquisa foi apresentada na conferência de supercomputação SC25.
Fonte: https://dantri.com.vn/khoa-hoc/sieu-may-tinh-tao-ra-mot-trong-nhung-bo-nao-ao-chan-thuc-nhat-20251209023554465.htm
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