باستخدام القدرات غير المسبوقة لأحد أسرع الحواسيب الفائقة في العالم، تمكن باحثون من بناء نموذج محاكاة بيولوجي متكامل للقشرة الدماغية لفأر، يعد الأكثر ضخامة وتعقيدا في تاريخ العلوم.

وتتيح هذه النسخة الافتراضية من القشرة الدماغية للفأر للباحثين دراسة الدماغ بطريقة غير مسبوقة، حيث توفر إمكانية محاكاة أمراض مثل ألزهايمر والصرع في العالم الافتراضي ومراقبة كيفية انتشار الضرر في الشبكات العصبية، أو فهم الوعي والإدراك.

ويحاكي النموذج كلا من الشكل والوظيفة، بما يقارب 10 ملايين خلية عصبية و26 مليار مشبك عصبي و86 منطقة دماغية مترابطة.

ويتميز حاسوب "فوجاكو" بقدرة هائلة على معالجة البيانات تصل إلى أكثر من 400 كوادريليون عملية في الثانية. ويستخدم هذا الحاسوب العملاق في مجالات بحثية متنوعة تشمل علم الفلك والأرصاد الجوية وتصميم الأدوية، ما يساهم في معالجة العديد من التحديات المجتمعية.

وقاد المشروع علماء من معهد ألين وتاداشي يامازاكي من جامعة الاتصالات الكهربائية اليابانية، بالتعاون مع ثلاث مؤسسات يابانية أخرى. ومن المقرر الإعلان عن التفاصيل الكاملة لهذا الإنجاز في مؤتمر SC25 المزمع عقده في قريبا.

وتظهر المحاكاة التفاعلية ديناميكية حيوية في الزمن الفعلي، حيث تجسد البنية التشريحية الدقيقة للخلايا العصبية مع تفاصيل التشعبات العصبية، ونشاط المشابك العصبية - وهي الوصلات الدقيقة التي تنقل الإشارات بين الخلايا - وتدفق الإشارات الكهربائية عبر الأغشية الخلوية.

كما يتيح إمكانية اختبار الفرضيات العلمية في بيئة افتراضية، بعد أن كان ذلك مقتصرا على التجارب المباشرة على الأنسجة الدماغية الحية بطرق محدودة.

وتمثل هذه المحاكاة المتطورة أداة واعدة للكشف عن آليات الأمراض العصبية في مراحلها المبكرة، قبل ظهور الأعراض السريرية، كما تتيح اختبار العلاجات الجديدة في بيئة رقمية آمنة.

المصدر: ميديكال إكسبريس