科学家拟利用E级超算模拟完整人脑
科技日报北京1月13日电（记者刘霞）据英国《新科学家》杂志网站12日报道，德国与英国科学家拟携手利用欧洲首台百亿亿次级（E级）超级计算机“木星”，模拟完整人脑。这一突破性尝试有望揭开大脑运作的深层奥秘，并为药物研发提供全新测试平台。
人脑的数字增强3D磁共振成像（MRI）扫描图像。图片来源：英国《新科学家》杂志网站长期以来，科学家多聚焦于大脑的局部区域，通过建模来解析特定功能。将各个脑区整合进统一模型，以观察整体协同机制，这一愿景始终未能实现。如今，随着计算能力的飞跃，这一愿景正逐渐成为现实。
当前最先进的计算机已迈入E级超算阶段。全球目前仅有4台达到此级别的机器。其中，“木星”于去年9月在德国尤利希研究中心正式启用，是欧洲首个跻身该行列的超级计算机。
团队透露，他们已在“木星”上部署并扩展了一种名为“尖峰神经网络”的简化大脑模型。该模型可在数千个图形处理器上并行运行，目标是模拟人类大脑中约200亿个神经元及其高达100万亿的突触连接，其复杂度接近真实人脑。
相较于此前对果蝇等小型生物大脑的模拟，如此规模的全脑仿真将带来质的飞跃。正如大语言模型如ChatGPT所展现的那样：当系统足够庞大时，会涌现出小系统中根本不存在的新功能。
此次用于“木星”的模型将基于大量实验数据构建，包括单个神经元拥有的突触数量、放电频率等生物学细节，力求贴近真实人脑结构。该全脑模拟将使科学家得以验证一些以往无法检验的核心理论，例如记忆如何形成。他们可通过向虚拟大脑输入图像，观察其反应，并追踪记忆痕迹随脑规模变化的过程。此外，这种技术还可用于测试药物效果，比如观察抗癫痫药物如何影响异常脑电活动的爆发。
不过，团队也认为，即便具备了模拟人脑规模的能力，人们距离真正“复制”大脑仍有遥远距离。现有模拟缺乏感官输入、环境互动等真实生命不可或缺的关键要素。
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