项目核心突破 - 构建了迄今为止规模最大、细节最丰富的动物大脑模拟系统，完整复现了小鼠大脑皮层的结构与功能 [1] - 虚拟模型包含近1000万个神经元、260亿个突触，以及86个相互连接的脑区 [1] - 标志着研究从理解大脑演变为构建大脑的全新起点 [1] 技术实现与基础设施 - 突破性成果依托于日本超级计算机“富岳”实现，其算力达每秒千万亿次量级，具备处理海量数据和复杂模拟的能力 [1] - 项目由美国艾伦脑科学研究所与日本电气通信大学领衔，联合三家日本机构共同完成 [1] - 研究团队利用艾伦脑科学研究所提供的“艾伦细胞类型数据库”和“艾伦连接图谱”中的真实数据作为生物物理基础和结构蓝图 [1] - 通过艾伦研究所自主研发的大脑建模工具包，将数据转化为动态运行的数字皮层模型 [1] 模拟过程与模型特性 - 专用神经元模拟器“Neulite”将数学方程转化为具有真实生物行为的虚拟神经元 [2] - 虚拟神经元能够像活体细胞一样产生电脉冲、传递信号并形成动态网络 [2] - 模拟高度逼真，再现了神经元的树突分支结构、突触间的信号传递过程以及细胞膜电位的波动变化 [2] 应用前景与科研价值 - 模型为探索大脑机制提供了前所未有的方式，科学家可在虚拟环境中模拟阿尔茨海默病、癫痫等神经系统疾病，追踪病变在神经网络中的扩散 [2] - 可用于研究脑电波形成机制、注意力神经基础或癫痫发作传播路径等科学问题 [2] - 相比过去耗时且难以重复的动物实验，现在可以快速提出假设并在数字大脑中反复测试，极大提升了研究效率 [2] - 为理解认知与意识的神经基础提供了新工具，有望揭示脑部疾病的早期变化，评估潜在疗法，加速新药研发进程 [2] 未来目标与挑战 - 尽管是重大进展，但仍只是迈向全脑模拟的第一步，真正的挑战在于充分还原生物物理层面的复杂性 [2] - 团队的长远目标是迈向人类大脑的数字化重建 [2]