日本理化学研究所的科研团队借助日本“富岳”超级计算机,在脑科学模拟领域取得了重大突破。他们成功构建出小鼠整个大脑皮层的生物物理详细模型,这一成果为大脑研究开辟了新的路径。
该模型规模庞大、细节丰富,由900万个物理神经元和260亿个突触组成,完整覆盖了基于AMBC Atlas定义的86个相互连接的脑区(每半球43个)。这是目前人类在动物大脑模拟方面所达到的最高水平,堪称迄今为止规模最大、细节最丰富的动物大脑模拟系统。
相关研究论文已被SC25会议接受,该会议于11月16至21日在美国圣路易斯举行,论文演示定于当地时间11月20日进行,目前仅公布了初步资料集。研究人员强调,大脑的结构与功能极为复杂,理解大脑依旧是科学界面临的主要挑战。与人工神经网络不同,生物大脑具备多样且关键的生物物理特性。随着大量标准化的解剖学和生理学数据逐渐公开,利用这些数据构建精确的数字化大脑模型成为一种新兴且可行的研究方法。
为了实现这一目标,研究团队专门开发并优化了一套轻量级生物物理神经元模拟器,并针对“富岳”超级计算机的架构进行了性能提升。基准测试结果显示,该模拟器在最多152,064个计算节点上展现出良好的强扩展性,性能表现达到7.13 petaflops。在实际应用场景中,研究人员利用“富岳”全部145,728个节点,成功完成了小鼠整个大脑皮层的模拟运行,且具备亚细胞分辨率。
这一研究成果表明,当前的高性能计算技术已经具备支撑构建哺乳动物全脑数字复制模型的能力,为未来开展更大规模、更高精度的大脑模拟研究奠定了坚实基础。











