تمكّن فريق بحثي مشترك من معهد ألين لعلوم الدماغ في الولايات المتحدة وجامعة الاتصالات الإلكترونية في اليابان من تطوير واحدة من أكثر المحاكاة شمولاً لقشرة دماغ الفأر، بالاعتماد على الحاسوب العملاق “فوجاكو” ، في خطوة تمثل إنجازاً تقنياً بارزاً ضمن مجال علوم الأعصاب والحوسبة الفائقة، وتمهّد لنمذجة الدماغ البشري مستقبلاً.
وذكر موقع “Science Alert” أن المحاكاة الجديدة تغطي القشرة الدماغية كاملة، وتضم نحو 9 ملايين خلية عصبية و26 مليار مشبك عصبي موزعة على 86 منطقة مترابطة، قادرة على تنفيذ تريليونات العمليات الحسابية في الثانية، في وقت يحتوي دماغ الفأر الحقيقي حوالي 70 مليون خلية عصبية في حجم صغير يعادل حبة لوز تقريباً.
ويقول عالم الأعصاب أنطون أرخيبوف من معهد ألين: “هذا إنجاز يفتح الباب أمام محاكاة أوسع وأكثر دقة. لقد أثبتنا أن تشغيل نماذج دماغية بهذا الحجم ممكن مع قوة حاسوبية كافية، وهو ما يمنحنا الثقة في إمكانية بناء نماذج أكبر وأكثر تعقيداً.”
دور الحاسوب العملاق فوجاكو في النتائج
كان الاعتماد على الحاسوب العملاق فوجاكو في اليابان أساسياً لإنجاز هذه المهمة، حيث استند الفريق إلى قواعد بيانات ومخططات عصبية موجودة مسبقاً، وطوّر برمجيات جديدة لتقليل العمليات الحسابية غير الضرورية وتحسين كفاءة معالجة النشاط العصبي.
وأوضح الباحث تاداشي يامازاكي أن “فوجاكو يُستخدم في مجالات متعددة مثل علم الفلك والأرصاد الجوية واكتشاف الأدوية، وهذه المرة وظفناه لمحاكاة الدوائر العصبية.”
وتتيح المحاكاة ثلاثية الأبعاد للباحثين مراقبة كيفية انتشار الأنماط العصبية المرتبطة بالإدراك والوعي والأمراض، كما يمكن استخدامها لاختبار فرضيات حول كيفية انتقال النوبات العصبية أو دور موجات الدماغ في التركيز، دون الحاجة إلى فحوص جسدية متكررة ومعقدة.
وقد بدأ الفريق فعلياً في تطبيق النموذج، حيث توصّل إلى نتائج أولية حول تزامن موجات الدماغ وكيفية تفاعل نصفي دماغ الفأر مع بعضهما البعض.
الخطط المستقبلية للباحثين
مع النجاح الذي حققه الباحثون عبر الحاسوب العملاق الياباني، يبدو أن الخطط المستقبلية تتجه لتحقيق طموح أكبر، إذ يهدف الباحثون إلى بناء نموذج بالحجم الكامل للدماغ البشري داخل بيئة حوسبة افتراضية.
ويقول أرخيبوف: “هدفنا النهائي هو بناء نماذج للدماغ بأكمله، بما في ذلك الدماغ البشري، باستخدام جميع التفاصيل البيولوجية التي يكشف عنها معهدنا. لقد انتقلنا الآن من نمذجة مناطق منفردة إلى محاكاة دماغ الفأر كاملاً.”
وفقاً للمصدر، تم عرض هذا البحث في مؤتمر الحوسبة الفائقة SC25، وهو متاح عبر الإنترنت، ليشكل مرجعاً أساسياً للباحثين في علوم الأعصاب والحوسبة الفائقة.
المصدر
