Моделювання кори мозку миші з десятками мільярдів зв’язків відкрило нові можливості для дослідження хвороб і роботи мозку.
Вчені створили одну з найповніших і найбільш біологічно достовірних симуляцій мозку тварини, використавши потужність одного з найшвидших суперкомп’ютерів у світі, повідомляє ScienceDaily. Йдеться про цифрову реконструкцію всієї кори мозку миші, яка дає змогу моделювати нейродегенеративні захворювання, епілепсію й інші стани у віртуальному середовищі.
Завдяки цьому дослідники можуть простежувати, як пошкодження поширюється нейронними мережами, і вивчати процеси, що лежать в основі мислення та свідомості. У симуляції відтворено майже 10 мільйонів нейронів, 26 мільярдів синапсів і 86 взаємопов’язаних ділянок мозку з високою точністю як за структурою, так і за активністю.
Проєкт був реалізований за допомогою суперкомп’ютера Fugaku – провідної обчислювальної системи Японії, здатної виконувати квадрильйони операцій за секунду. Над розробкою працювали науковці Інституту Аллена та команда професора Тадаші Ямазакі з Університету електрокомунікацій Японії у співпраці з кількома місцевими дослідницькими установами.
Завдяки інструментам Brain Modeling ToolKit та Neulite команда перетворила біологічні дані на функціональну цифрову кору, відтворивши поведінку нейронів, спайкову активність, роботу синапсів і передачу сигналів. Візуально симуляція нагадує реальну активність мозку – з тонкими електрофізіологічними деталями та реалістичними структурами.
Віртуальна кора дозволяє вивчати природу неврологічних розладів, роль мозкових хвиль в увазі та механізми поширення судом. Раніше такі питання потребували експериментів на живих тканинах, але тепер вчені можуть тестувати гіпотези у цифровій моделі. Симуляції допомагають зрозуміти, як саме виникають хвороби, ще до появи симптомів, та дозволяють безпечно оцінювати потенційні терапії. За словами Антона Архипова з Інституту Аллена, це технічний прорив, що доводить: масштабні й точні моделі мозку цілком досяжні.
На думку професора Ямазаки, попереду ще багато роботи: потрібні більш детальні моделі, а з часом – цілісні симуляції всього мозку. Інститут Аллена ставить довгострокову мету створити повну модель мозку людини на основі всіх доступних біологічних даних.
Нагадаємо, раніше повідомлялося, що вчені вперше відтворили нервовий контур мозку.
