Суперкомп'ютери створюють один з найреалістичніших віртуальних мізків.

(Газета Dan Tri) - Зрозуміти, як працює мозок, дуже складно, оскільки мозок живих людей нелегко стимулювати та аналізувати. Вчені тепер мають новий, надзвичайно просунутий симулятор мозку для вивчення.

Моделювання мозку заглиблюється в окремі нейрони (зображення: Баррі Ізралевиц та ін., 2025).

Ця робота, яку очолює команда дослідників з Інституту Аллена в США та Університету електронних комунікацій в Японії, може допомогти медичним фахівцям детальніше моделювати та вивчати такі захворювання, як хвороба Альцгеймера.

Ця симуляція відображає всю кору головного мозку миші. Хоча мозок миші не такий великий і складний, як людський мозок, який містить мільярди нейронів, він має схожість з людським. Тому це може бути дуже корисним інструментом дослідження.

Справжній, повний мозок миші містить приблизно 70 мільйонів нейронів у просторі розміром з мигдаль. Однак цей віртуальний мозок може похвалитися дивовижними особливостями: він містить 9 мільйонів нейронів і 26 мільярдів синапсів. Крім того, він має 86 взаємопов'язаних ділянок мозку та може обробляти трильйони обчислень за секунду.

«Це показує, що двері відчинилися», — сказав нейробіолог Антон Архипов з Інституту Аллена. «Ми можемо ефективно проводити такі симуляції мозку, маючи достатню обчислювальну потужність».

«Це технологічна віха, яка вселяє впевненість у тому, що набагато більші моделі не тільки доцільні, але й досяжні з більшою точністю та у більшому масштабі».

Моделювання дозволяє дослідникам відстежувати активність окремих нейронів (зображення: Kuriyama et al., 2025).

Складність симуляції дозволяє дослідникам спостерігати за поширенням когнітивних патернів, свідомості та захворювань у мозку. Це рухома тривимірна карта, яка показує, як функціонує та взаємодіє кожен окремий нейрон.

За словами дослідників, цей метод можна використовувати для перевірки гіпотез про те, як поширюються судоми в мозку або як мозкові хвилі сприяють концентрації, без необхідності масштабного інвазивного сканування мозку.

Необхідну обчислювальну потужність забезпечив суперкомп'ютер Fugaku в Японії, побудований на основі існуючих баз даних та клітинних діаграм для формування моделі. Дослідницька група також розробила нове програмне забезпечення для ефективнішої обробки мозкової активності та мінімізації непотрібних обчислень.

«Фугаку використовується для досліджень у багатьох галузях обчислювальної науки, таких як астрономія, метеорологія та розробка ліків, сприяючи вирішенню багатьох соціальних проблем», — сказав комп’ютерний вчений Тадаші Ямадзакі з Університету електронних комунікацій.

«Цього разу ми використали Fugaku для моделювання нейронних ланцюгів».

Звичайно, наш мозок необхідний для гарного фізичного та психічного здоров'я, а також для здорового старіння, і дослідження віртуального картування мозку та структур мікромозку матимуть вирішальне значення для вивчення того, як працює цей орган і як він може бути пошкоджений.

Дослідницька група активно розробляє нову модель, досліджуючи синхронізацію мозкових хвиль та взаємодію двох півкуль мозку миші.

Це неймовірно вражаючий подвиг обчислювальної техніки та біологічного моделювання, але дослідники мають ще масштабніші плани, і одного разу вони хочуть створити повну модель людського мозку у віртуальному обчислювальному просторі.

«Наша довгострокова мета — створити комплексні моделі мозку, навіть моделі людського мозку, використовуючи всі біологічні деталі, які досліджує наш Інститут», — сказав науковець Архипов. «Наразі ми переходимо від моделювання окремих ділянок мозку до симуляції всього мозку миші».

Дослідження було представлено на конференції з суперкомп'ютерів SC25.

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