The Blue Brain Project

Here is an overview of some of the latest developments in the Blue Brain Project:


· In November 2022, the project released a preprint describing the first digital reconstruction and simulation of a neocortical microcircuit from a juvenile rat. This reconstructed 0.56mm3 of cerebral cortex containing ~31,000 neurons.

· The model replicates biological properties like neuronal morphologies, electrical behaviors, synapse distributions, and cell compositions. Complex emergent cortical dynamics were observed in the simulation.

· This neocortical microcircuit model is a stepping stone toward eventually reversing engineering and simulating the full rat brain. The project aims to ultimately recreate human brain function.

· To achieve this goal, the project is developing predictive in silico models and frameworks for multi-scale brain modeling, from molecular, to cellular, to whole brain levels.

· New experimental techniques are being used to generate more detailed brain cell maps and connectomes to inform the models. This includes advanced electron microscopy, transgenic labeling, and 3D reconstruction.

· The supercomputer being used, Blue Brain 5, has been expanded to 200,000 CPU cores and 5 petaflops of computing power. This allows highly parallel and distributed simulation at unprecedented scales.

· A key focus now is increasing the biological accuracy and completeness of the models. The team continues collaborating with neuroscientists to refine the data and parameters guiding the simulations.

· Machine learning and AI techniques are being applied to better analyze the vast datasets and help automate computationally intensive modeling workflows.

· The goal is to ultimately gain profound new insights into brain function, development, and disease mechanisms through this modeling initiative. The project remains controversial but innovative.

 مروری بر برخی از آخرین پیشرفت‌ها در پروژه مغز آبی 

• در نوامبر 2022، این پروژه پیش چاپی را منتشر کرد که اولین بازسازی دیجیتال و شبیه سازی یک ریزمدار نئوکورتیکال از یک موش را توصیف می کرد. 0.56 میلی متر مکعب از قشر مغز حاوی 31000 نورون را بازسازی کرد

.

• این مدل خواص بیولوژیکی مانند مورفولوژی های عصبی، رفتارهای الکتریکی، توزیع سیناپس و ترکیبات سلولی را تکرار می کند. دینامیک پیچیده قشر نوظهور در شبیه سازی مشاهده شد.

• این مدل ریز مدار نئوکورتیکال، پله ای به سوی مهندسی معکوس و شبیه سازی کل مغز موش است. هدف این پروژه در نهایت بازسازی عملکرد مغز انسان است

.

• برای دستیابی به این هدف، این پروژه در حال توسعه پیش‌بینی در مدل‌ها و چارچوب‌های سیلیکونی برای مدل‌سازی مغز در مقیاس‌های چندگانه، از سطوح مولکولی، سلولی و کل مغز است.

• تکنیک‌های آزمایشی جدید برای تولید نقشه‌ها و اتصالات سلول‌های مغزی دقیق‌تر برای اطلاع رسانی به مدل‌ها استفاده می‌شوند. این شامل میکروسکوپ الکترونی پیشرفته، برچسب گذاری تراریخته و بازسازی سه بعدی است

.

• ابررایانه مورد استفاده، Blue Brain 5، به 200000 هسته CPU و 5 پتافلاپ قدرت محاسباتی افزایش یافته است. این شبیه سازی بسیار موازی و توزیع شده را در مقیاس های بی سابقه ای امکان پذیر می کند

.

• تمرکز اصلی در حال حاضر افزایش دقت بیولوژیکی و کامل بودن مدل ها است. این تیم به کار با دانشمندان علوم اعصاب برای اصلاح داده ها و پارامترهای شبیه سازی ادامه می دهد

.

• تکنیک های یادگیری ماشین و هوش مصنوعی برای تجزیه و تحلیل بهتر مجموعه داده های گسترده و کمک به خودکارسازی جریان های کار مدل سازی فشرده محاسباتی استفاده می شود

.

• هدف این است که در نهایت از طریق این ابتکار مدل سازی، بینش های جدید عمیقی در مورد عملکرد مغز، رشد و مکانیسم های بیماری به دست آوریم. این پروژه بحث برانگیز اما مبتکرانه است