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Fugaku超計算機で実現した世界最高精度のマウス脳シミュレーション

日本のスーパーコンピュータ「Fugaku」を活用し、科学者たちが世界で最も生物的にリアルなマウス脳シミュレーションを完成させた。この仮想大脳は、約1000万個の神経細胞、260億個のシナプス、86の脳領域を含み、構造と活動を高解像度で再現。アリスン研究所と東京電機大学の山崎忠志博士らが主導し、3つの日本の研究機関と協力して実現した。この成果は、2025年11月中旬に開催される国際スーパーコンピューティング会議「SC25」で発表される予定。 このモデルは、アルツハイマー病やてんかんなどの神経疾患の発症過程を仮想空間で再現可能にし、神経回路内の異常伝播や注意、意識といった認知機能のメカニズムをリアルタイムで観察できる。従来は生体組織を使った個別実験に頼らざるを得なかったが、このシミュレーションでは多数の仮説を迅速に検証できる。研究者らは、症状が出る前段階での疾患の兆候を早期に捉える可能性や、治療法の安全性評価をデジタル環境で行う道を開いた。 Fugakuは理化学研究所と富士通が共同開発し、1秒間に400京回の演算が可能。15万8976の処理ノードで構成され、宇宙の年齢(約138億年)よりも長く計数し続ける必要がある規模の計算能力を持つ。アリスン研究所は、アリスン細胞タイプデータベースや接続図譜の生物データをもとに、脳の構造基盤を提供。Fugakuは、Neuliteというツールで数式を仮想神経細胞に変換し、実際にスパイク(発火)し、シグナルを伝えるリアルな挙動を再現した。 「これは技術的到達点であり、より大きなモデルの実現可能性を証明した」とアリスン研究所のアントン・アルキポフ博士は語る。研究チームは、今後はマウス全体の脳から人間の脳モデルへと進む長期目標を掲げており、生物学的詳細をすべて反映した完全な脳モデルの実現が、現実のものになりつつある。この取り組みは、脳の理解と再構築の新たな時代を切り開く。

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