Създадоха виртуален образ на мозък на мишка

Илюстрация Barry Isralewitz, Kaaya Akira-Tamura, Kael Dai, Laura Green, Beatriz Herrera, Tadashi Yamazaki and Anton Arkhipov

Учени са изградили един от най-детайлните виртуални мозъци, създавани някога, с помощта на суперкомпютър, който може да извършва квадрилиони изчисления всяка секунда, съобщава nauka.offnews.bg. Изследователите описват реалистична симулация на цялата мозъчна кора на мишката, изградена с помощта на японския суперкомпютър „Фугаку“. Международният екип, ръководен от учени от Института за мозъчни науки „Алън“ във Вашингтон, САЩ, е създал модел с почти 10 милиона неврони и 26 милиарда синапси, който улавя структурата и електрическото поведение на 86 взаимосвързани мозъчни области.

Наречен инструмент за виртуални експерименти, тази симулация е начин да се изследват биологични въпроси все едно в жив модел. Това ще промени начина, по който се работи в областта на невронауката. Експериментите ще се правят с бързина, недостижима до този момент.

В основата на това постижение е „Фугаку“, национален флагман в областта на суперкомпютрите, проектиран от RIKEN и Fujitsu. Той е изграден от 158 976 взаимосвързани възли, разположени в модули, които управляват стотици квадрилиони операции в секунда. Тази инфраструктура позволява на екипа да трансформира огромни биологични набори от данни в работеща мозъчна кора, използвайки Brain Modeling ToolKit на Института „Алън“ и нов невронен симулатор, наречен Нюлайт (Neulite).

Резултатът е функционираща дигитална мозъчна кора, която се активира, заглушава и реорганизира подобно на биологичната. Тази симулация включва структурни характеристики, чак до разклоняването на дендритите, и електрически детайли, като йонни потоци и колебания на мембранното напрежение в различните отделения.

Изследователите описват наблюдението на спонтанна кортикална активност, която се развива в състояние на покой, сякаш гледат директно в живия мозък. С това ниво на детайлност, дори малки смущения, като промяна в синаптичната сила, могат да се разпространят в мрежите и да ни наведат на мисълта как разстройствата започват много преди симптомите да се появят.