10 милиона неврони: Учени съставиха най-детайлната карта на мозъка

Учени представиха най-детайлната карта на мозъка, създавана досега. Тя обхваща близо 10 милиона неврони, 26 милиарда синапси и 86 взаимосвързани мозъчни области и е генерирана с помощта на японския свръхизчислител „Фугаку“, който извършва квадрилиони изчисления в секунда. Цифровият модел ще бъде използван за изследване на механизми, свързани с неврологични заболявания, мозъчни вълни и разпространението на епилептични пристъпи – области, които досега можеха да бъдат анализирани само чрез експерименти с реална тъкан.

Екипът от Allen Institute в Сиатъл определя проекта като значим технологичен напредък. Според д-р Антон Архипов възможността да се създаде биофизично точен модел на цял мозък вече не е научна фантастика. Симулацията представлява виртуално възпроизвеждане на кората на мишка в състояние на покой. Различните цветове обозначават отделните кортикални области, а активните неврони са визуализирани като светлинни импулси. За по-голяма яснота е показан само един процент от клетките.

Scientists just revealed the most detailed brain map ever a digital model with nearly 10 million neurons and 26 billion connections, simulated using Japan’s Fugaku supercomputer.#Science #BrainMapping #AI #Neuroscience #Fugaku pic.twitter.com/qM7oEWTTCG

— Atena diller (@AtenaDiller) November 17, 2025

Невроните образуват плътна мрежа от електрически и химически сигнали. Електрическият импулс преминава по аксона на неврона, след което в синапса се превръща в химичен сигнал чрез освобождаване на невротрансмитери, които задействат нов електрически процес в следващата клетка. Според д-р Тим Ярски от Allen Institute моделирането е ключово за изследването на тези процеси, тъй като сложността на мозъчната мрежа не позволява разчитане само на интуитивна интерпретация.

Симулацията е изпълнена на „Фугаку“, който разполага със 158 976 изчислителни възела и е седмият най-бърз суперкомпютър в света според класацията TOP500 за 2025 г. Машината е способна на над 400 квадрилиона операции в секунда. За сравнение, ако човек започне да брои до тази стойност в секунди, ще са необходими повече от 12,7 милиарда години. „Фугаку“ се използва в широк спектър от научни области, включително астрономия, метеорология и фармацевтични разработки. В случая е приложен за симулиране на невронни вериги, съобщава д-р Тадаши Ямазаки от Университета по електронни комуникации в Токио.

Дългосрочната цел е създаване на модел на целия мозък на мишка, както и разработване на по-точни симулации на човешкия мозък. Структурните прилики между двата вида позволяват използването на модела като ориентир в изследванията на човешкото мозъчно развитие. Проектът ще бъде представен в научна публикация по време на конференцията SC25 в Сейнт Луис, посветена на високопроизводителните изчисления.

Суперкомпютрите се използват за задачи, изискващи огромен обем изчисления – от квантова механика и климатични модели до ядрени изследвания, симулации в аеродинамиката и криптоанализ. Поради широкото им приложение в алгоритми за изкуствен интелект високопроизводителните системи се превръщат във все по-съществена част от развитието на AI системите.