علماء من معهد ألين وجامعة الاتصالات الكهربائية في اليابان قد بنوا أحد أكثر النماذج الافتراضية تفصيلاً لقشرة دماغ الفأر حتى الآن، محاكين حوالي 9 ملايين خلية عصبية و26 مليار اتصال عصبي عبر 86 منطقة على حواسيب الفوق Fugaku.
ما الذي بنوه
أنشأ الباحثون محاكاة مفصلة فيزيائياً حيوياً لكامل قشرة دماغ الفأر التي تعيد إنتاج الهيكل والنشاط. يتكون النموذج من حوالي 9 ملايين خلية عصبية، و26 مليار اتصال عصبي، و86 منطقة مترابطة، مما يوفر منصة اختبار رقمية لفحص ظواهر مثل مرض الزهايمر، والصرع، والانتباه، وجوانب أخرى من وظيفة الدماغ. (alleninstitute.org)
كيف يعمل
دمج الفريق مجموعات بيانات بيولوجية كبيرة من قاعدة بيانات أنواع الخلايا ألين وأطلس الاتصالية لدماغ الفأر ألين، ثم استخدم أداة نمذجة الدماغ لمعهد ألين (BMTK) مع محاكي خلايا عصبية خفيف الوزن يدعى Neulite لترجمة المعادلات إلى خلايا عصبية افتراضية تنبض وتتواصل. (celltypes.brain-map.org)
حواسيب الفوق خلفها
Fugaku—التي طورتها RIKEN وFujitsu—يمكنها تنفيذ أكثر من 400 كوادريليون عملية في الثانية وتتكون من 158,976 عقدة حوسبة. مكن ذلك القوة التشغيلية المحاكاة الكبيرة النطاق والمفصلة فيزيائياً حيوياً من التشغيل على نطاق كامل القشرة. (fujitsu.com)
ما يقوله الباحثون
“هذا يظهر أن الباب مفتوح. يمكننا تشغيل هذه أنواع المحاكيات الدماغية بفعالية مع قوة حوسبة كافية،” قال أنطون أرخيبوف، دكتوراه، محقق في معهد ألين. أضاف تاداشي يامازاكي، دكتوراه، من جامعة الاتصالات الكهربائية: “يُستخدم Fugaku في البحث في مجموعة واسعة من مجالات العلوم الحوسبية، مثل الفلك، وعلم الأرصاد الجوية، واكتشاف الأدوية… في هذه المناسبة، استخدمنا Fugaku لمحاكاة دائرة عصبية.” (sciencedaily.com)
أين يُقدم العمل
وفقاً للمؤسسات، من المقرر إصدار الورقة الكاملة في SC25، المؤتمر الدولي للحوسبة عالية الأداء، والشبكات، والتخزين، والتحليل، الذي يُعقد من 16 إلى 21 نوفمبر 2025، في سانت لويس، ميسوري. (uec.ac.jp)
من المشاركون
يقود التعاون معهد ألين وجامعة الاتصالات الكهربائية، مع مساهمات من RIST، وجامعة ياماغوتشي، ومركز العلوم الحوسبية في RIKEN. يشمل المساهمون المسمون في مواد المشروع لورا غرين، دكتوراه؛ بيتriz هيريرا، دكتوراه؛ كايل داي، بكالوريوس؛ رين كورياما، ماجستير؛ وكايا أكيرا-تامورا، دكتوراه. (uec.ac.jp)
لماذا يهم
من خلال توحيد بيانات الدماغ الغنية والمتاحة علناً مع الحوسبة عالية الأداء، يوفر المشروع طريقة قابلة للتوسع لاستكشاف كيفية انتشار الضرر عبر الدوائر واستكشاف الفرضيات حول الإدراك والمرض في الـ silico—مما قد يساعد في استراتيجيات علاجية مستقبلية. يقول الباحثون إن هذا المعلم يتقدم هدفهم طويل الأمد لبناء نماذج دماغ كامل، وفي النهاية حتى نماذج بشرية، مبنية على تفاصيل بيولوجية. (sciencedaily.com)
