Supercomputerele creează unele dintre cele mai realiste creiere virtuale.

(Dan Tri Newspaper) - Înțelegerea modului în care funcționează creierul este foarte dificilă, deoarece creierul oamenilor vii nu este ușor de stimulat și analizat. Oamenii de știință au acum la dispoziție un nou simulator cerebral extrem de avansat pentru a-l studia.

Simulările cerebrale explorează neuroni individuali (imagine: Barry Isralewitz și colab., 2025).

Această lucrare, condusă de o echipă de cercetători de la Institutul Allen din SUA și de la Universitatea de Comunicații Electronice din Japonia, ar putea ajuta profesioniștii din domeniul medical să modeleze și să studieze mai detaliat boli precum Alzheimer.

Această simulare prezintă întregul cortex cerebral al unui șoarece. Deși nu este la fel de mare și complex ca creierul uman, care conține miliarde de neuroni, creierul șoarecelui are asemănări cu acesta. Prin urmare, acesta ar putea fi un instrument de cercetare foarte util.

Un creier real și complet de șoarece conține aproximativ 70 de milioane de neuroni într-un spațiu de mărimea unei migdale. Acest creier virtual, însă, se mândrește cu caracteristici remarcabile: conține 9 milioane de neuroni și 26 de miliarde de sinapse. În plus, are 86 de regiuni cerebrale interconectate și poate procesa trilioane de calcule pe secundă.

„Asta arată că ușa s-a deschis”, a declarat neurocercetătorul Anton Arkhipov de la Institutul Allen. „Putem rula astfel de simulări cerebrale eficient cu o putere de calcul suficientă.”

„Aceasta este o etapă tehnologică importantă care insuflă încrederea că modele mult mai mari sunt nu doar fezabile, ci și realizabile cu o precizie mai mare și la o scară mai mare.”

Simulările permit cercetătorilor să urmărească activitatea neuronilor individuali (imagine: Kuriyama și colab., 2025).

Complexitatea simulării permite cercetătorilor să observe propagarea tiparelor cognitive, a conștiinței și a bolilor în creier. Este o hartă tridimensională, în mișcare, care arată cum funcționează și se conectează fiecare neuron în parte.

Potrivit cercetătorilor, câteva modalități prin care această metodă ar putea fi utilizată includ testarea ipotezelor despre modul în care crizele se propagă prin creier sau despre modul în care undele cerebrale contribuie la concentrare, fără a fi necesare scanări cerebrale invazive extinse.

Puterea de calcul necesară a fost asigurată de supercomputerul Fugaku din Japonia, construit pe baza bazelor de date existente și a diagramelor celulare pentru a forma modelul. Echipa de cercetare a dezvoltat, de asemenea, un nou software pentru a procesa activitatea cerebrală mai eficient și a minimiza calculele inutile.

„Fugaku este utilizat pentru cercetare în multe domenii ale științei computaționale, cum ar fi astronomia, meteorologia și dezvoltarea de medicamente, contribuind la rezolvarea multor probleme sociale”, a declarat informaticianul Tadashi Yamazaki de la Universitatea de Comunicații Electronice.

„De data aceasta, am folosit Fugaku pentru a simula circuite neuronale.”

Desigur, creierul nostru este esențial pentru o sănătate fizică și mentală bună, precum și pentru o îmbătrânire sănătoasă, iar cercetarea cartografierii virtuale a creierului și a structurilor microcreierului va fi crucială pentru a afla mai multe despre cum funcționează acest organ și cum poate fi deteriorat.

Echipa de cercetare a dezvoltat activ un nou model, explorând sincronizarea undelor cerebrale și modul în care interacționează cele două emisfere ale creierului unui șoarece.

Aceasta este o realizare incredibil de impresionantă în domeniul calculului și al modelării biologice, dar cercetătorii au planuri și mai mari și, într-o zi, vor să construiască un model complet al creierului uman într-un spațiu de calcul virtual.

„Scopul nostru pe termen lung este de a construi modele cerebrale complete, chiar și modele ale creierului uman, folosind toate detaliile biologice pe care Institutul nostru le explorează”, a declarat omul de știință Arkhipov. „În prezent, trecem de la modelarea regiunilor individuale ale creierului la simularea întregului creier al șoarecilor.”

Cercetarea a fost prezentată la conferința de supercomputing SC25.

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