С помощью одного из самых мощных суперкомпьютеров в мире была создана детализированная биофизическая симуляция головного мозга – одна из самых реалистичных попыток визуализировать деятельность центральной нервной системы животного.
Работа была проведена учеными из института Аллена (США) и японским ученым Тадаши Ямазаки на японском суперкомпьютере Fugaku. Эта система способна проводить более 400 квадриллионов вычислений в секунду. Она используется в астрономии, метеорологии, в поиске новых лекарственных препаратов.
Цифровая визуализация коры головного мозга мыши в состоянии покоя представлена на субклеточном (!) уровне.
.png)
.png)
Полное видео можно посмотреть на сайте института Аллена (для упрощения в видео демонстрируется только 1% нейронов).
Модель визуализирует детальную структуру нейронов, синаптическую активность и передачу импульсов между мембранами.
Симуляция включает около 10 млн нейронов, 26 миллиардов синапсов и 86 связанных между собой зон головного мозга – это позволяет запечатлеть и структуру, и функцию на крайне высоком уровне разрешения.
Представленная цифровая модель даст возможность изучать физиологические и патологические процессы, протекающие в самой сложноустроенной структуре ЦНС. С одной стороны, это позволит в меньшей мере зависеть от экспериментальных работ с животными, с другой стороны – визуализировать нейропроцессы на принципиально новом уровне.
Симуляция нейропроцессов уже переходит на новый уровень – с небольших участков ЦНС на полноценные структуры головного мозга. Долгосрочная цель этого исследовательского проекта – построить цельную модель головного мозга сначала животных, а затем и людей.
