Le superordinateur Fugaku propulse une simulation détaillée du cerveau de la souris

Les chercheurs ont fait progresser la simulation cérébrale en modélisant le cortex de la souris avec un haut niveau de détail, en utilisant les ressources de calcul du superordinateur Fugaku au Japon. Ce développement démontre l'utilisation de l'informatique à grande échelle pour étudier l'activité cérébrale complexe au niveau des neurones et des synapses individuels.

Le projet a rassemblé des données biologiques provenant de la base de données Allen Cell Types et de l'Allen Connectivity Atlas, permettant à la simulation de refléter un comportement neuronal détaillé. La simulation a reproduit des processus tels que les flux d'ions et les variations de la tension membranaire, permettant d'observer l'activité spontanée dans le cortex.

Fugaku, reconnu comme l'un des superordinateurs les plus rapides au monde, a fourni la puissance de traitement nécessaire pour cette recherche. La simulation a impliqué près de 10 millions de neurones et 26 milliards de synapses répartis sur 86 régions cérébrales, représentant un défi computationnel substantiel.

Les chercheurs impliqués dans le projet ont déclaré que le modèle actuel n'inclut pas certaines caractéristiques telles que la plasticité cérébrale, les neuromodulateurs ou les entrées sensorielles détaillées. Ces limitations ont été notées comme des domaines à développer à l'avenir dans les modèles de simulation.

Ce que montrent les chiffres

• Près de 10 millions de neurones et 26 milliards de synapses ont été modélisés
• La simulation a couvert 86 régions interconnectées du cortex de la souris
• Une seconde d'activité cérébrale a été simulée en pas plus de 32 secondes

Anton Arkhipov de l'Allen Institute a déclaré dans un communiqué que cette réalisation démontre la faisabilité technique de simulations cérébrales encore plus grandes. Selon les chercheurs, les efforts futurs pourraient s'étendre à la modélisation de cerveaux entiers, potentiellement ceux des singes ou des humains.

La simulation a été présentée par l'Université des communications électro et l'Allen Institute lors de la conférence SC25 sur le calcul haute performance en novembre 2025. Cette présentation a mis en lumière la collaboration entre les institutions et l'utilisation d'infrastructures informatiques avancées pour la recherche en neurosciences.

L'objectif à long terme, comme l'a déclaré l'équipe de recherche, est d'élargir les simulations au-delà du cortex de la souris. Le projet vise à développer des modèles qui pourraient éventuellement représenter l'activité cérébrale dans des espèces plus complexes, en utilisant des approches computationnelles similaires.

En combinant de grands ensembles de données biologiques avec l'informatique haute performance, la recherche offre un cadre pour de futures études sur la fonction cérébrale. Les résultats actuels fournissent une base pour un affinement et une expansion ultérieurs des modèles cérébraux numériques.

* Cet article est basé sur des informations publiquement disponibles au moment de la rédaction.