Фото: Allen Institute

Моделирование коры мозга мыши с десятками миллиардов связей открыло новые возможности для изучения болезней и работы мозга.

Ученые создали одну из самых полных и биологически достоверных симуляций мозга животного, используя мощность одного из самых быстрых суперкомпьютеров в мире, сообщает ScienceDaily. Речь идет о цифровой реконструкции всей коры мозга мыши, которая позволяет моделировать нейродегенеративные заболевания, эпилепсию и другие состояния в виртуальной среде.
Благодаря этому исследователи могут прослеживать, как повреждение распространяется нейронными сетями, и изучать процессы, лежащие в основе мышления и сознания. В симуляции воспроизведено почти 10 миллионов нейронов, 26 миллиардов синапсов и 86 взаимосвязанных участков мозга с высокой точностью как по структуре, так и по активности.
Проект был реализован с помощью суперкомпьютера Fugaku — ведущей вычислительной системы Японии, способной выполнять квадриллионы операций в секунду. Над разработкой работали ученые Института Аллена и команда профессора Тадаши Ямазаки из Университета электрокоммуникаций Японии в сотрудничестве с несколькими местными исследовательскими учреждениями.
Благодаря инструментам Brain Modeling ToolKit и Neulite команда преобразовала биологические данные в функциональную цифровую кору, воспроизведя поведение нейронов, спайковую активность, работу синапсов и передачу сигналов. Визуально симуляция напоминает реальную активность мозга — с тонкими электрофизиологическими деталями и реалистичными структурами.
Виртуальная кора позволяет изучать природу неврологических расстройств, роль мозговых волн во внимании и механизмы распространения судорог. Ранее такие вопросы требовали экспериментов на живых тканях, но теперь ученые могут тестировать гипотезы в цифровой модели. Симуляции помогают понять, как именно возникают болезни еще до появления симптомов, и позволяют безопасно оценивать потенциальные терапии. По словам Антона Архипова из Института Аллена, это технический прорыв, доказывающий: масштабные и точные модели мозга вполне достижимы.
По мнению профессора Ямазаки, впереди еще много работы: нужны более детальные модели, а со временем — целостные симуляции всего мозга. Институт Аллена ставит долгосрочную цель создать полную модель мозга человека на основе всех доступных биологических данных.
Напомним, ранее сообщалось, что ученые впервые воспроизвели нервной контур мозга.
 
Ученые создали первую детальную карту принятия решений в мозге
 
Сообщает korrespondent.net