Científicos del Allen Institute y la Universidad de Electro-Comunicaciones de Japón han creado uno de los modelos virtuales más detallados del córtex de ratón hasta la fecha, simulando aproximadamente 9 millones de neuronas y 26 mil millones de sinapsis en 86 regiones en el superordenador Fugaku.
Lo que construyeron
Los investigadores crearon una simulación biophysicamente detallada de todo el córtex del cerebro de ratón que reproduce tanto la estructura como la actividad. El modelo comprende alrededor de 9 millones de neuronas, 26 mil millones de sinapsis y 86 regiones interconectadas, ofreciendo un banco de pruebas digital para examinar fenómenos como la enfermedad de Alzheimer, la epilepsia, la atención y otros aspectos de la función cerebral. (alleninstitute.org)
Cómo funciona
El equipo integró grandes conjuntos de datos biológicos de la Allen Cell Types Database y el Allen Mouse Brain Connectivity Atlas, luego utilizó el Brain Modeling ToolKit (BMTK) del Allen Institute junto con un simulador de neuronas ligero llamado Neulite para traducir ecuaciones en neuronas virtuales que generan picos y se comunican. (celltypes.brain-map.org)
El superordenador detrás
Fugaku—desarrollado por RIKEN y Fujitsu—puede ejecutar más de 400 cuatrillones de operaciones por segundo y consta de 158.976 nodos de cómputo. Esa potencia permitió que la simulación a gran escala y biophysicamente detallada se ejecutara a escala de todo el córtex. (fujitsu.com)
Lo que dicen los investigadores
“Esto muestra que la puerta está abierta. Podemos ejecutar este tipo de simulaciones cerebrales de manera efectiva con suficiente potencia de cómputo”, dijo Anton Arkhipov, Ph.D., investigador del Allen Institute. Tadashi Yamazaki, Ph.D., de la Universidad de Electro-Comunicaciones añadió: “Fugaku se utiliza para la investigación en una amplia gama de campos de la ciencia computacional, como la astronomía, la meteorología y el descubrimiento de fármacos… En esta ocasión, utilizamos Fugaku para una simulación de circuito neuronal.” (sciencedaily.com)
Dónde se presenta el trabajo
Según las instituciones, el artículo completo está programado para publicarse en SC25, la Conferencia Internacional de Computación de Alto Rendimiento, Redes, Almacenamiento y Análisis, que se celebrará del 16 al 21 de noviembre de 2025 en St. Louis, Missouri. (uec.ac.jp)
Quiénes están involucrados
La colaboración está liderada por el Allen Institute y la Universidad de Electro-Comunicaciones, con contribuciones de RIST, la Universidad de Yamaguchi y el Centro para la Ciencia Computacional de RIKEN. Los colaboradores nombrados en los materiales del proyecto incluyen a Laura Green, Ph.D.; Beatriz Herrera, Ph.D.; Kael Dai, B.Sc.; Rin Kuriyama, M.Sc.; y Kaaya Akira-Tamura, Ph.D. (uec.ac.jp)
Por qué importa
Al unir datos cerebrales ricos y disponibles públicamente con computación de alto rendimiento, el proyecto proporciona una forma escalable de investigar cómo se propaga el daño a través de los circuitos y explorar hipótesis sobre la cognición y la enfermedad in silico, potencialmente informando estrategias terapéuticas futuras. Los investigadores dicen que este hito avanza su objetivo a largo plazo de construir modelos de cerebro completo, eventualmente incluso modelos humanos, basados en detalles biológicos. (sciencedaily.com)
