Công trình này do một nhóm các nhà nghiên cứu từ Viện Allen ở Mỹ và Trường đại học Điện tử Truyền thông ở Nhật Bản chủ trì, và có thể giúp các chuyên gia y tế mô hình hóa cũng như nghiên cứu các bệnh như Alzheimer một cách chi tiết hơn.
Mô phỏng này hiển thị toàn bộ vỏ não chuột. Mặc dù không lớn và phức tạp như não người, vốn chứa hàng tỷ tế bào thần kinh, nhưng não chuột có những điểm tương đồng với não người. Vì vậy, đây có thể là một công cụ nghiên cứu rất hữu ích.
Bộ não chuột thật và đầy đủ chứa khoảng 70 triệu tế bào thần kinh trong một không gian chỉ bằng kích thước của một quả hạnh nhân. Bộ não ảo này có những đặc điểm rất nổi trội, nó chứa 9 triệu tế bào thần kinh và 26 tỷ khớp thần kinh (synapse). Ngoài ra, nó còn có 86 vùng não được kết nối với nhau và có thể xử lý hàng nghìn tỷ phép tính mỗi giây.
"Điều này cho thấy cánh cửa đã mở ra", nhà khoa học thần kinh Anton Arkhipov ở Viện Allen cho biết. "Chúng ta có thể chạy những mô phỏng não bộ kiểu này một cách hiệu quả với đủ sức mạnh tính toán".
"Đây là một cột mốc kỹ thuật mang đến niềm tin rằng những mô hình lớn hơn nhiều không chỉ khả thi mà còn có thể đạt được với độ chính xác và ở quy mô lớn".
Độ phức tạp của mô phỏng cho phép các nhà nghiên cứu quan sát quá trình lan truyền của các mô hình nhận thức, ý thức và bệnh tật trong não. Đây là một bản đồ ba chiều chuyển động, cho thấy từng tế bào thần kinh riêng lẻ hoạt động và kết nối.
Theo các nhà nghiên cứu, một số cách có thể sử dụng phương pháp này là kiểm tra các giả thuyết về cách các cơn động kinh lan truyền trong não, hoặc cách sóng não góp phần vào sự tập trung mà không cần phải chụp não xâm lấn nhiều lần.
Sức mạnh tính toán cần thiết được cung cấp bởi siêu máy tính Fugaku ở Nhật Bản, được xây dựng dựa trên các cơ sở dữ liệu và biểu đồ tế bào hiện có để tạo thành mô hình. Nhóm nghiên cứu cũng đã phát triển phần mềm mới để xử lý hoạt động của não hiệu quả hơn và giảm thiểu các phép tính không cần thiết.
"Fugaku được sử dụng cho nghiên cứu trong nhiều lĩnh vực khoa học tính toán, chẳng hạn như thiên văn học, khí tượng học và phát minh thuốc, góp phần giải quyết nhiều vấn đề xã hội", nhà khoa học máy tính Tadashi Yamazaki ở Trường đại học Điện tử Truyền thông cho biết.
"Lần này, chúng tôi đã sử dụng Fugaku để mô phỏng mạch thần kinh".
Tất nhiên, não bộ của chúng ta rất cần thiết cho sức khỏe thể chất và tinh thần tốt, cũng như tuổi già khỏe mạnh và các nghiên cứu về bản đồ não ảo và cấu trúc não nhỏ sẽ rất quan trọng để tìm hiểu thêm về cách thức hoạt động của cơ quan này và cách nó có thể bị phá vỡ.
Nhóm nghiên cứu đã và đang tích cực triển khai mô hình mới, khám phá về sự đồng bộ sóng não và cách hai bán cầu não chuột tương tác với nhau.
Đây là một kỳ tích vô cùng ấn tượng về điện toán và mô hình sinh học, nhưng các nhà nghiên cứu còn có những kế hoạch lớn hơn, và một ngày nào đó họ muốn xây dựng một mô hình não người hoàn chỉnh bên trong một không gian điện toán ảo.
"Mục tiêu dài hạn của chúng tôi là xây dựng các mô hình não bộ toàn diện, thậm chí là mô hình não người, bằng cách sử dụng tất cả các chi tiết sinh học mà Viện của chúng tôi đang khám phá", nhà khoa học Arkhipov nói. "Hiện tại, chúng tôi đang chuyển từ mô hình hóa các vùng não đơn lẻ sang mô phỏng toàn bộ não chuột".
Nghiên cứu đã được trình bày tại hội nghị siêu máy tính SC25.
Nguồn: https://dantri.com.vn/khoa-hoc/sieu-may-tinh-tao-ra-mot-trong-nhung-bo-nao-ao-chan-thuc-nhat-20251209023554465.htm
Bình luận (0)