科学家利用全球顶尖超算“富岳”（Fugaku），成功构建出迄今最完整、最生物真实的动物大脑虚拟模型——小鼠大脑皮层的数字重建。这一突破性成果为研究脑功能、认知机制及神经疾病提供了全新工具，有望揭示阿尔茨海默病、癫痫等疾病的早期发展过程。 该虚拟大脑包含近一千万个神经元、260亿个突触和86个相互连接的脑区，以高分辨率还原了神经结构与动态活动。研究人员可在数字环境中模拟疾病状态，追踪损伤在神经回路中的传播路径，探索注意力、意识等复杂脑功能的形成机制。过去这类研究依赖真实脑组织，耗时耗力且难以大规模实验，而如今可在虚拟空间中快速测试多种假设。 这项工作由美国艾伦研究所与日本电波通信大学的山崎忠志博士领衔，联合日本多家机构共同完成。研究数据基于艾伦研究所的细胞类型数据库和连接图谱，通过“富岳”超算的强大算力实现建模。该系统每秒可执行超过400千万亿次运算，相当于人类用一秒钟计数需127亿年才能完成的计算量。 “富岳”由158,976个计算节点组成，采用模块化架构，具备极强的数据处理能力。团队使用艾伦研究所的脑建模工具包，将生物数据转化为可运行的数字模型，并借助Neulite工具将数学方程转化为能“放电”、通信的虚拟神经元，使模拟结果接近真实脑活动。 “这不仅是一次技术突破，更意味着未来构建完整人脑模型成为可能。”艾伦研究所研究员安东·阿基波夫表示。目前研究已从单个脑区扩展到整个小鼠大脑，未来目标是实现全脑、甚至人类大脑的高精度数字复现。 这项成果将在11月中旬举行的全球顶级超算会议SC25上正式发布，标志着脑科学进入“可构建、可模拟”的新纪元。