超級(jí)計(jì)算機(jī)打造出有史以來最逼真的虛擬大腦之一

更好地理解大腦的工作原理這很棘手，因?yàn)榛铙w大腦不容易被探查和分析?？茖W(xué)家們現(xiàn)在有了新的老鼠大腦模擬可以參考——這是迄今為止最全面的模擬之一。

該項(xiàng)目由美國艾倫研究所和日本電通信大學(xué)的團(tuán)隊(duì)領(lǐng)導(dǎo)，可能引發(fā)疾病比如阿爾茨海默病以便進(jìn)行更詳細(xì)的建模和研究。

該模擬模擬了整個(gè)小鼠皮層.雖然這遠(yuǎn)沒有人腦那么龐大或復(fù)雜，但人腦包含數(shù)十億個(gè)神經(jīng)元有相似 之 處人類和嚙齒動(dòng)物大腦之間的研究——所以這可能是一個(gè)有用的研究工具。

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這些數(shù)字令人印象深刻：虛擬大腦包含900萬個(gè)神經(jīng)元，以及260億個(gè)突觸（神經(jīng)元連接器).大腦模擬中有86個(gè)相互連接的區(qū)域，每秒可以處理數(shù)萬億次的計(jì)算。

換個(gè)角度看，真正的老鼠大腦包含大約有7000萬個(gè)神經(jīng)元，存在于一個(gè)大約一個(gè)杏仁大小的空間里。

“這說明門是開著的，”說計(jì)算神經(jīng)科學(xué)家安東·阿爾希波夫，來自艾倫研究所?！爸灰凶銐虻挠?jì)算能力，我們可以高效運(yùn)行這類大腦模擬?！?/p>

“這是一個(gè)技術(shù)里程碑，讓我們相信更大尺寸的模型不僅可能實(shí)現(xiàn)，而且能夠?qū)崿F(xiàn)精確和規(guī)模?！?/p>

模擬的復(fù)雜性意味著研究人員可以作為認(rèn)知模型觀看，意識(shí)，以及疾病在大腦中傳播.這是一個(gè)三維的動(dòng)態(tài)地圖，展示了單個(gè)神經(jīng)元的放電和連接。

研究人員表示，這種方法可以用于檢驗(yàn)癲癇如何在大腦中傳播的假說，或腦波的傳播方式為專注貢獻(xiàn)力量——無需反復(fù)進(jìn)行侵入性的物理腦部掃描。

所需的計(jì)算能力由以下提供富岳超級(jí)計(jì)算機(jī)在日本，該模型基于現(xiàn)有的細(xì)胞數(shù)據(jù)庫和圖表構(gòu)建。團(tuán)隊(duì)還開發(fā)了新軟件，以更高效地處理大腦活動(dòng)，并將不必要的計(jì)算降到最低。

“富岳被廣泛應(yīng)用于天文學(xué)、氣象學(xué)和藥物發(fā)現(xiàn)等計(jì)算科學(xué)領(lǐng)域的研究，為解決許多社會(huì)問題做出了貢獻(xiàn)。”說計(jì)算機(jī)科學(xué)家山崎忠，來自電通信大學(xué)。

“這次，我們用富岳做了神經(jīng)回路模擬?！?/p>

我們的大腦當(dāng)然是良好的身心健康和健康老年的關(guān)鍵——以及虛擬研究腦圖和微型大腦結(jié)構(gòu)對(duì)于深入了解這個(gè)器官的工作原理以及它如何分解將至關(guān)重要。

團(tuán)隊(duì)已經(jīng)忙于運(yùn)用他們的新模型，并取得了關(guān)于腦電波同步以及小鼠大腦兩個(gè)半球之間的相互作用。

這是一項(xiàng)極其令人印象深刻的計(jì)算和生物建模壯舉，但研究人員還有更宏大的計(jì)劃，有一天希望在虛擬計(jì)算空間內(nèi)構(gòu)建一個(gè)全尺寸的人腦模型。

“我們的長(zhǎng)期目標(biāo)是利用研究所正在揭示的所有生物學(xué)細(xì)節(jié)，建立全腦模型，最終甚至是人類模型?！?a>說阿爾希波夫?！拔覀儸F(xiàn)在正從單腦區(qū)域建模轉(zhuǎn)向模擬小鼠整個(gè)大腦?！?/p>

該研究成果已在SC25超級(jí)計(jì)算大會(huì)， ， 是在線可查閱.

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