欧洲科学家正计划借助超级计算机的强大算力,尝试模拟完整人类大脑的运作机制。这一研究若取得进展,不仅有望揭示大脑复杂功能的协同原理,还可能为药物研发提供革命性的测试平台。
传统神经科学研究多聚焦于大脑局部区域的功能解析,通过构建局部模型理解特定脑区的作用。然而,将不同脑区整合为一个统一模型,以观察整体协同机制的研究目标长期未能实现。随着计算技术的突破,这一科学难题正迎来新的解决契机。
当前全球最先进的超级计算机已进入百亿亿次级(E级)运算时代,仅有四台设备达到这一标准。其中位于德国尤利希研究中心的"木星"超级计算机,作为欧洲首台E级超算,于去年正式投入使用。该设备为大规模脑模拟提供了必要的算力支撑。
研究团队在"木星"上部署了基于"尖峰神经网络"的简化大脑模型。这种模型通过数千个图形处理器并行运算,能够模拟人类大脑中约200亿个神经元及其100万亿个突触连接。其复杂程度已接近真实人脑的神经网络结构,标志着脑模拟技术的重要突破。
相较于此前对果蝇等小型生物大脑的模拟研究,此次全脑仿真在规模上实现了质的飞跃。研究人员指出,当模拟系统达到足够规模时,可能会产生小型系统无法展现的新功能,这种现象类似于大语言模型在达到特定参数规模后涌现出的复杂能力。
该模型构建过程中整合了大量实验数据,包括神经元的突触数量、放电频率等生物学特征,力求还原真实人脑的微观结构。通过向虚拟大脑输入视觉信息等刺激,科学家可以观察其反应模式,追踪记忆痕迹的形成过程。这种技术还可用于测试药物效果,例如模拟抗癫痫药物对异常脑电活动的影响。
尽管已具备模拟人脑规模的能力,研究团队承认当前技术仍存在重大局限。现有的脑模型缺乏感官输入、环境互动等真实生命系统的关键要素,距离完全复制大脑功能还有很长的路要走。这项研究更多是为理解大脑机制提供新的研究范式,而非立即实现人工大脑的构建。











