نجح العلماء في محاكاة دماغ الفأر باستخدام حاسوب عملاق من شركة IBM

ومع ذلك، لا تزال المحاكاة تظهر فقط الخصائص التقنية لعمل الدماغ، ولم تنتج أفكارًا. * قام الباحثون بضغط موارد الكمبيوتر العملاق BlueGen L من شركة IBM لإنتاج محاكاة لعمل نصف دماغ الفأر في ثانية واحدة.

 تمكن باحثون في الولايات المتحدة من محاكاة نصف دماغ فأر افتراضي على كمبيوتر عملاق. استخدم العلماء جهاز الكمبيوتر BlueGen L من شركة IBM، وهو جهاز محاكاة يحاكي القشرة الدماغية، والذي تمكن من الحصول على قدرة معالجة كبيرة ومعقدة مثل نصف دماغ الفأر.

وفي عمليات محاكاة أصغر، تمكن الباحثون من رؤية خصائص أنماط التفكير المشابهة لتلك التي لوحظت في أدمغة الفئران الحقيقية.

اشارات الحياة

تمثل أنسجة المخ مشكلة كبيرة لأولئك الذين يحاولون تصميمها، وذلك بسبب تعقيدها والعدد الهائل من الروابط المحتملة بين المكونات المعنية. ثلاثة باحثين - جيمس فراي (فري)، راجاجوبال أنانثانارايانان (أنانثانارايانان)، ودارماندا مودا (مودا) - نشروا مؤخرًا دراسة تحت عنوان "نحو محاكاة في الوقت الحقيقي، على نطاق الفأر للقشرة الدماغية." -Scale Cortical Simulations.

يحتوي نصف دماغ الفأر الحقيقي على ثمانية ملايين خلية عصبية، لكل منها ما يصل إلى 8,000 نقطة اشتباك عصبي، أو اتصالات، مع ألياف عصبية أخرى. من أجل إنشاء مثل هذا النظام، كتب الثلاثة، كان عليهم الاستفادة الكاملة من القدرة الحاسوبية والاتصالات والذاكرة لأي نظام كمبيوتر. أجرى الفريق، من مركز أبحاث Almaden التابع لشركة IBM وجامعة نيفادا، عملية المحاكاة على الكمبيوتر العملاق Blue Gene L المزود بـ 4,096 معالجًا، كل منها بسعة 256 ميجابايت من الذاكرة.

وباستخدام هذا الكمبيوتر، تمكن الباحثون من تقليد حوالي نصف دماغ الفأر فقط، أي 8,000 خلية عصبية لكل منها ما يصل إلى 6,300 مشبك عصبي. إن التعقيد المنخفض للمحاكاة يعني أنه لا يمكن تشغيل النظام إلا لمدة عشر ثوانٍ فقط وبسرعة أبطأ بعشر مرات، أي في الواقع لمحاكاة ثانية واحدة من عمل دماغ الفأر.

وفي عمليات محاكاة أصغر، تمكن الباحثون من رؤية السمات الديناميكية البيولوجية المتسقة التي حدثت عندما تدفقت النبضات العصبية على طول القشرة الدماغية الافتراضية. وفي هذه التجارب، لاحظ الباحثون مجموعات من الخلايا العصبية التي شكلت مجموعات بشكل عفوي. ورأوا أيضًا أن الخلايا العصبية تعمل على نقاط الاشتباك العصبي الافتراضية في شيء يشبه الأنماط التذبذبية المنسقة التي تظهر في الطبيعة.

وقال الباحثون إنه على الرغم من أن المحاكاة تشترك في أحداث مماثلة مع البنية العقلية للفأر من حيث الأعصاب والوصلات، إلا أنها لا تحتوي على البنية التي تظهر في أدمغة الفئران الحقيقية. قد يكون فرض مثل هذه الهياكل والحصول على المحاكاة للقيام بعمل مفيد مهمة أكثر صعوبة بكثير من مجرد تركيب السباكة (العصبية).

في التجارب المستقبلية، يعتزم الفريق تسريع عملية المحاكاة، ليصبح أكثر إخلاصًا للواقع العصبي البيولوجي، وإضافة هياكل مرئية في أدمغة الفئران الحقيقية وجعل استجابات الخلايا العصبية والمشابك العصبية أكثر تفصيلاً.