深入了解大脑运作机制颇具挑战，因活体大脑难以直接探测分析。科学家现已开发出全新小鼠大脑模拟模型——这是迄今为止最详尽的脑部模拟之一。
该成果由美国艾伦脑科学研究所（Allen Institute）与日本东京电机大学（University of Electro-Communications）团队主导完成，有望助力阿尔茨海默病等疾病的精细建模与深入研究。
该模拟完整复现了小鼠大脑皮层结构。尽管其规模与复杂度远不及含数百亿神经元的人类大脑，但啮齿类与人类大脑存在显著相似性，使其成为极具价值的研究工具。
模拟数据令人瞩目：虚拟大脑包含900万神经元及260亿突触（神经元连接点），涵盖86个互联脑区，每秒可处理千万亿次计算。作为参照，真实小鼠全脑仅含约7000万个神经元，体积相当于一颗杏仁大小。
"这标志着技术大门已然开启，"艾伦脑科学研究所计算神经科学家安东·阿尔希波夫（Anton Arkhipov）表示，"只要算力充足，此类脑部模拟即可高效运行。这是技术里程碑，让我们确信更大型模型不仅可行，更能实现精准规模化。"
该模拟使研究人员得以追踪单个神经元活动（Kuriyama等，2025）。凭借其复杂性，科学家可观察认知、意识及疾病在脑内的传播过程——这是一个三维动态图谱，清晰展现神经元的激活与连接。
据研究团队介绍，该模型可用于验证癫痫在脑内扩散的假说，或探究脑电波如何影响注意力集中机制，从而避免重复进行侵入性物理脑部扫描。
日本富岳超级计算机（Fugaku supercomputer）提供了核心算力支持，该设备基于现有细胞数据库构建模型。团队还开发了新型软件以高效处理脑活动数据，最大限度减少冗余计算。
"富岳广泛应用于天文学、气象学及药物研发等计算科学领域，助力解决诸多社会难题，"东京电机大学计算机科学家山崎忠（Tadashi Yamazaki）指出，"此次我们将其用于神经回路模拟。"
大脑健康对身心状态及长寿至关重要，虚拟脑图谱与"迷你脑结构"研究将成为解析器官运作机制及故障原理的关键。团队已利用新模型取得脑电波同步及小鼠大脑半球互动机制的突破性发现。
这项计算与生物建模成果意义重大，但研究人员志向更为远大——未来目标是在虚拟空间构建完整人类大脑模型。
"我们的长期目标是建立全脑模型，最终甚至实现人类模型，整合研究所发现的全部生物学细节，"阿尔希波夫强调，"目前正从单脑区建模迈向小鼠全脑模拟。"
相关研究已在SC25超算会议发表，论文全文已在线公开。
【全文结束】
